Les Transistors

Le transistor, est un composant à trois bornes qui est constitué de deux diodes PN collées dos à dos de façon à former soit un NPN, soit un PNP si on les accole dans l’autre sens. NPN et PNP sont deux types de transistors.
Les trois pattes d’un transistor sont respectivement nommées; la base, l'émetteur et le collecteur.

Les valeurs des transistors sont inscrites dessus sous forme de codes.
Il existe une multitude de transistors sous de nombreuses formes, le "boîtier" qui désigne un type d'encapsulage d'un transistor.
Il y a aussi des brochages différents pour un même boîtier!!!
Devant une prolifération de tous ces codes plus ou moins hétéroclite, quelques normes ont été créées afin de standardiser les composants.
Il existe plusieurs systèmes de codification pour "décrire" un transistor:

• Codification Pro-Electron (nom commençant par la lettre A, B, C, ou R. Par exemple BC107, BFR90.
• Codification JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council). Par exemple 2N2222.
• Codification Japonais, avec un nom commençant par xSx (2SAxxxx, 2SCxxxx), selon le standard JIS (Japanese Industrial Standard). Par exemple 2SA494, 2SC690.
• Codification avec un nom commençant par les trois lettres TIP (Texas Instrument Power). Par exemple TIP31A, TIP42.

Codification Pro-Electron

Codification JEDEC

Codification Japonais

Codification à 3 lettres (TIP)

Il existe de nombreux types de boîtiers plus ou moins différents suivant les fabricants de transistors, mais beaucoup sont très peu utilisé.
En voici les plus courants:

Calculateur de résistance en mode saturation

Un transistor NPN a besoin d'une tension positive à la jonction de base pour devenir passant et commander une charge (RL) telle qu'un relais basse tension avec une valeur de résistance connue. Dans ce type d'applications de commutation, le transistor doit se comporter comme un interrupteur et conduire entièrement dans la zone de saturation. Une valeur appropriée de la résistance de base est donc requise pour la conduction dans cette région, et cette valeur est différente pour différentes tensions de commutation d'entrée. Il y a deux calculateurs dans cette section de plusieurs pages de l'article, et le premier est utilisé lorsque la résistance de charge est connue, tandis que le second est utilisé lorsque le courant de charge est connu.

Calculateur 1 : Calculer Rb lorsque la résistance de charge est connue

Pour utiliser ce calculateur, vous devez connaître la tension de commutation d'entrée (Vi), la tension d'alimentation Vcc et la résistance de charge Rc.

Utilisez la Calculateur de résistance pour trouver la valeur de résistance standard la plus proche. Ce tableau indique le code couleur de la résistance. Pour les applications de commutation, une résistance de ¼ de watt avec une tolérance de 5 % fonctionne généralement bien.

Calculateur 2 : Calculer Rb lorsque le courant de charge est connu

Pour utiliser ce calculateur, vous devez connaître la tension de commutation d'entrée (Vi), la tension d'alimentation Vcc et le courant de charge iL

Utilisez la Calculateur de résistance pour trouver la valeur de résistance standard la plus proche. Ce tableau indique le code couleur de la résistance. Pour les applications de commutation, une résistance de ¼ de watt avec une tolérance de 5 % fonctionne généralement bien.

hFE et la théorie du courant

Dans les documentations sur les transistors, il existe deux types différents de paramètres de gain portant les trois mêmes lettres. En lettre minuscule, "h_fe" représente le gain en courant à faible signal ou le gain en courant alternatif, et nous n'utilisons pas ce paramètre lorsque le transistor est utilisé comme interrupteur. Le paramètre "h_FE" représente le gain en courant continu, et c'est le paramètre à prendre en compte. Lors de la sélection de la valeur h_FE pour la commutation de transistors, nous choisissons toujours la valeur minimale dans le pire des cas, car nous voulons que le transistor conduise dans la zone de saturation. Pour une saturation forte, les utilisateurs choisissent généralement une valeur de 10.

Rappelons qu'un transistor bipolaire est un amplificateur de courant, car une petite quantité de courant "Ib" passant par la base contrôle une plus grande quantité de courant "Ic" passant par le collecteur. L'importance de ce flux de courant dépend d'un facteur de gain appelé "h_FE", parfois appelé gain de courant continu, et de bêta. Par conséquent, le courant qui traverse le collecteur est proportionnel au courant de base multiplié par le gain, comme le montre la formule ci-dessous.

Ic = Ib × h_FE

Le paramètre h_FE n'est cependant pas une constante, car un transistor peut avoir plusieurs valeurs nominales pour différents courants de collecteur Ic. Les utilisateurs ont souvent du mal à visualiser la relation entre l'h_FE et le courant de collecteur. Le graphique ci-dessus montre l'h_FE sur l'axe des y et le courant de collecteur sur l'axe des x pour un transistor à usage général. Comme vous pouvez le constater, lorsque le courant de collecteur augmente, l'h_FE diminue.

Quand utiliser les transistors NPN et PNP ?

Il est important de noter que lorsque la tension de commutation à la jonction de base est positive, il est habituel d'utiliser un transistor NPN. En revanche, lorsque la tension de commutation est de 0 V ou négative, on utilise un transistor PNP pour commuter la charge. En général, un transistor d'usage général tel que le PN2222 a une capacité de collecteur maximale (Ic) de 600 mA DC. Si votre charge nécessite un courant plus important, il est logique d'envisager des transistors ayant une valeur Ic plus élevée. Les utilisateurs ont tendance à utiliser des transistors Darlington dans les cas où des courants plus élevés sont nécessaires pour piloter des charges plus importantes telles que des relais et des moteurs.