Transistor NPN | Ça marche | Utilisations importantes, avantages et inconvénients

Points de discussion sur le transistor NPN:

  1. Définition
  2. Diagramme
  3. Principe de fonctionnement du transistor NPN
  4. Applications du transistor NPN
  5. Avantages et inconvénients des transistors NPN

Qu'est-ce qu'un transistor NPN?

Le transistor à jonction BJT ou bipolaire a deux types principaux. NP-N est l'une des classifications de BJT. Il s'agit d'un appareil à trois bornes utilisé pour l'amplification et la commutation.

Ce transistor se compose également de trois sections, elles sont

  1. Base B
  2. C- Collectionneur
  3. E- émetteur
  • L'émetteur NPN est utilisé pour fournir des porteurs de charge au collecteur à travers la base.
  • La zone Collector rassemble les porteurs de charge de la région émettrice.
  • La base du transistor fait le travail de déclenchement et fonctionne comme contrôleur pour limiter la quantité de courant qui sera autorisée à traverser cette région.

Remarque:

Contrairement à un MOSFET où une seule porteuse est présente, le BJT a deux types de porteuses de charge - majoritaire et minoritaire. Dans le cas d'un transistor NPN, les électrons sont le porteur de charge majoritaire.

Inversement, dans les semi-conducteurs de type P, les électrons ne sont pas beaucoup disponibles et le trou agit comme un porteur de charge majoritaire et le courant sera transporté à cause d'eux.

Structure du transistor diagramme / npn:

Les représentations schématiques des transistors npn sont données ci-dessous.

Transistor NPN comme connexion de diode
Transistor NPN comme connexion de diode
Transistor NPN

Circuit équivalent du transistor NPN.

On peut dire que le fonctionnement d'un transistor npn est similaire au fonctionnement de 2 diodes de jonction pn connectées l'une après l'autre. Ces diodes de jonction PN sont appelées jonction CB collecteur-base et jonction BE base-émetteur.

Considération selon le dopage:

  • La section émetteur est une section fortement dopée. La règle générale est de garder la largeur minimale de la base entre les trois bornes. Comme l'émetteur est fortement dopé, il peut projeter des porteurs de charge vers les régions de base.
  • Comme mentionné précédemment, la base a la largeur minimale et elle a également le dopage minimal. La base fait passer de nombreux porteurs de charge au collecteur, qui est transporté depuis l'émetteur.
  • Les régions de collecteur sont en comparaison modérément dopées et utilisées pour collecter des charges de la région de base.

Symbole de transistor NPN

Symbole de transistor NPN
Symbole de transistor NPN

Brochage du transistor NPN

Comme mentionné précédemment, un transistor a trois bornes. Ils sont - Base, collecteur et émetteur.

Comment identifier la broche NPN?

  • Dans la plupart des configurations, la partie centrale est destinée au terminal de base.
  • La broche qui se trouve en dessous est un collecteur, et le reste est la broche émettrice.
  • Lorsque le point n'est pas marqué, toutes les bornes doivent être identifiées en utilisant leur orientation ou un espace de borne inégal entre les broches. Ici, la broche centrale est la base. La broche la plus proche est l'émetteur et la broche de repos est une borne de collecteur.

Applications des transistors NPN:

  • Habituellement, le transistor NPN est utilisé comme transistor bipolaire en raison de la mobilité des électrons, car il est supérieur à la mobilité des trous.
  • Ceux-ci sont également utilisés pour amplifier et commuter les signaux. Ceux-ci sont utilisés dans les circuits amplificateurs, c'est-à-dire les circuits amplificateurs push-pull.
  • Le transistor NPN est utilisé dans des circuits à paires Darlington pour amplifier les signaux faibles afin d'augmenter considérablement le signal.
  • S'il est nécessaire d'absorber du courant, des transistors NPN peuvent également être utilisés.
  • En dehors de ceux-ci, le transistor NPN a de nombreuses applications dans les capteurs de température, les circuits comme les convertisseurs logarithmiques, etc.

Comment fonctionne un transistor NPN?

Le transistor NPN a besoin à la fois de la polarisation inverse et directe pour fonctionner. La polarisation directe est établie entre la tension de l'émetteur et l'émetteur. La polarisation inverse est connectée entre la tension du collecteur et le collecteur.

Transistor NPN fonctionnant:

Maintenant, comme le côté n d'une diode a des électrons comme majorité et le côté p a des trous comme majorité, toutes les connexions de tension sont disposées en polarisation directe et inverse en conséquence. La jonction de l'émetteur de base est définie comme polarisation inverse et la jonction de base du collecteur fonctionne comme polarisation directe. La région d'appauvrissement de cette zone émetteur-base est plus étroite que la zone d'appauvrissement de l'intersection collecteur-base.

Comme la jonction est polarisée en inverse (émetteur), les trous s'écoulent de l'alimentation à la jonction N. Ensuite, l'électron se déplace vers le côté p. Ici, la neutralisation de certains électrons se produit. Le reste des électrons se déplace vers le côté n. La chute de tension par rapport à l'émetteur et à la base est VBE comme côté entrée.

Dans les émetteurs de type N, le porteur de charge est principalement constitué d'électrons. Par conséquent, les électrons sont transportés par des émetteurs de type N vers une base de type P. Un courant sera transporté par la jonction émetteur-base ou EB. Ce courant est appelé courant d'émetteur (Ie). Ici, le courant de l'émetteur (IE) s'écoule du côté sortie et s'écoule dans deux directions; l'un est moiB et l'autre est moiC. Pour que nous puissions écrire,

            IE=IB+IC

Cependant, la zone de base est relativement mince et légèrement dopée. Par conséquent, la plupart des électrons passeront la zone de base, et seuls quelques-uns se recombineront avec les trous disponibles. Le courant de base est minimum par rapport au courant d'émetteur. Habituellement, cela représente jusqu'à 5% du courant total de l'émetteur.

Le courant provenant du reste des électrons est appelé courant de collecteur (IC). Le jeC est comparativement élevé par rapport à la base (IB).

Transistor npn Circuit

La source de tension est connectée au transistor NPN. La borne du collecteur est reliée à la borne + ve de la tension d'alimentation (VCC) en utilisant une résistance de charge (RL). La résistance de charge peut également être utilisée pour diminuer le plus de courant circulant dans le circuit.

La borne de base est reliée à la borne + ve de la base pour fournir une tension (VB) avec résistance RB. La résistance de base est utilisée pour limiter le courant de base maximal (IB).

Lorsque le transistor est en marche, un courant de collecteur important traverse le circuit entre le collecteur et l'émetteur. Cependant, pour cette petite quantité de courant de base doit circuler vers la borne inférieure du transistor.

Circuit de transistor NPN
Circuit de transistor NPN

Les marquages ​​représentent les courants typiques du collecteur, du bas et de l'émetteur.

Avantages et inconvénients de l'utilisation d'un transistor NPN:

Avantages:

  • De petite taille
  • Peut fonctionner en basse tension.
  • Très bon marché.
  • Faible impédance de sortie.
  • Longue durée.
  • Actions spontanées.

Désavantages:

  • Sensibilité aux températures élevées.
  • Produire une faible énergie et puissance.
  • Peut être endommagé lors d'un emballement thermique.
  • Ne peut pas être utilisé dans les hautes fréquences.

Commutateur de transistor NPN

Le transistor fonctionne

  • Allumé en mode saturation
  • Éteint en mode de coupure.

Allumé en mode saturation

  • Lorsque les deux jonctions sont dans la condition de polarisation directe, une tension suffisamment élevée est appliquée à la tension d'entrée. Par conséquent, le transistor fonctionne comme un court-circuit comme VCE est approximativement zéro.
  • À ce moment-là, deux jonctions sont à l'état de polarisation directe, une tension adéquate est dans l'entrée.
  • Dans cet état, le courant passera entre le collecteur et l'émetteur. Le courant circule dans le circuit.

Éteint en mode de coupure.

  • Si les deux jonctions des transistors sont en polarisation inverse, le transistor passe à l'état OFF.
  • Pendant ce mode de fonctionnement, la tension du signal d'entrée ou la tension de base est nulle.
  • Par conséquent, le total VCC la tension agit à travers le collecteur.

Mode de fonctionnement du transistor

Il a trois modes de fonctionnement selon la polarisation, sont les suivants:

  • Mode actif
  • Mode de coupure
  • Mode de saturation

Mode de coupure

  • Le transistor agit comme un circuit ouvert.
  • En coupure, les deux jonctions sont en polarisation inverse.
  • Le courant ne sera pas autorisé à circuler.

Mode de saturation

  • Le transistor fonctionne comme un circuit fermé.
  • Les deux jonctions sont configurées en polarisation directe uniquement.
  • Comme la tension base-émetteur est comparativement élevée, un courant passe du collecteur à l'émetteur.

Mode actif

  • Pendant ce temps, le transistor fonctionne comme un circuit amplificateur de courant.
  • Dans le mode actif du transistor, la jonction BE est en polarisation directe et la jonction C -B est polarisée en inverse.
  • Le courant passe entre l'émetteur et le collecteur et la quantité de courant est proportionnelle à la base appliquée présente.

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À propos de Soumali Bhattacharya

Je suis actuellement investi dans le domaine de l'électronique et de la communication.
Mes articles se concentrent sur les principaux domaines de l'électronique de base dans une approche très simple mais informative.
Je suis un apprenant vif et j'essaie de me tenir au courant de toutes les dernières technologies dans le domaine de l'électronique.

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