Applications de BJT

Définition du TBJ

Un Transistor Bipolaire à Jonction (TBJ) est défini comme un dispositif semi-conducteur à trois bornes utilisé pour l'amplification et le commutage.

Applications du Transistor Bipolaire à Jonction

Il existe deux types d'applications du transistor bipolaire à jonction, le commutage et l'amplification.

Transistor en tant que Commutateur

Dans les applications de commutage, un transistor fonctionne soit en saturation, soit en coupure. En région de coupure, le transistor agit comme un interrupteur ouvert, tandis qu'en saturation, il agit comme un interrupteur fermé.

Interrupteur Ouvert

En région de coupure (les deux jonctions sont polarisées inversément), la tension à travers la jonction CE est très élevée. La tension d'entrée est nulle, donc les courants de base et de collecteur sont nuls, ce qui fait que la résistance offerte par le TBJ est très élevée (idéalement infinie).

Interrupteur Fermé

En saturation (les deux jonctions sont polarisées directement), une haute tension d'entrée est appliquée à la base, provoquant un grand courant de base. Cela entraîne une petite chute de tension à travers la jonction collecteur-émetteur (0,05 à 0,2 V) et un grand courant de collecteur. Cette petite chute de tension fait que le TBJ agit comme un interrupteur fermé.

TBJ en tant qu'Amplificateur

Amplificateur CE à Un Seul Étage Couplé par RC

La figure montre un amplificateur CE à un seul étage. C1 et C3 sont des condensateurs de couplage, utilisés pour bloquer la composante continue et ne laisser passer que la partie alternative. Ils assurent également que les conditions de polarisation continue du TBJ restent inchangées même après l'application de l'entrée. C2 est le condensateur de déviation qui augmente le gain en tension et contourne la résistance R4 pour les signaux alternatifs.

Le TBJ est polarisé dans la région active à l'aide des composants de polarisation nécessaires. Le point Q est stabilisé dans la région active du transistor. Lorsqu'une entrée est appliquée comme indiqué ci-dessous, le courant de base commence à varier, ce qui entraîne une variation du courant de collecteur selon I C = β × IB. Par conséquent, la tension à travers R3 varie en fonction du courant de collecteur qui y passe. La tension à travers R3 est amplifiée et se trouve à 180° de déphasage par rapport au signal d'entrée. Ainsi, la tension à travers R3 est couplée à la charge et l'amplification a lieu. Si le point Q est maintenu au centre de la charge, très peu ou pas de distorsion de forme d'onde se produira. Le gain en tension et en courant de l'amplificateur CE est élevé (le gain est le facteur par lequel la tension ou le courant augmente de l'entrée à la sortie). Il est couramment utilisé dans les radios et comme amplificateur de tension à basse fréquence.

Pour augmenter davantage le gain, des amplificateurs à plusieurs étages sont utilisés. Ils sont connectés via un condensateur, un transformateur électrique, un circuit R-L ou directement couplés selon l'application. Le gain global est le produit des gains des étages individuels. La figure ci-dessous montre un amplificateur CE à deux étages.