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CHAPITRE II : LE TRANSISTOR BIPOLAIRE A JONCTION (BJT) Cours N°1
1- Définition :
Le transistor bipolaire est une source de courant commandée en courant. Un transistor sert à amplifier le courant,
dans ce cas il fonctionne en régime linéaire. Un transistor peut être utilisé comme un interrupteur commandé, on
dit alors qu’il fonctionne en commutation (régime non linéaire). Il existe en composant discret, ou intégré dans
des circuits intégrés (CI). On distingue deux types de transistors bipolaires :
- Transistor bipolaire NPN
- Transistor bipolaire PNP
IC

IC

VCE

IB

IB

VBE

IE

E

VEB

VEC

IE

E

Les trois électrodes d’un transistor bipolaire se nomment : émetteur (E), base (B) et collecteur (C).
2-Réseau de caractéristiques et polarisation :
Le fonctionnement du transistor se résume à l’aide de son réseau de caractéristiques.
Pour un NPN :
- La caractéristique d’entrée : iB = f(vBE)
- La caractéristique de transfert : iC = f (iB) à vCE constante
- La caractéristique de sortie : vCE = f (iC) à iB constant

IB

3- Relations fondamentales (résumé)
a) Zone linéaire:
Le transistor est alors, le plus souvent, utilisé dans un montage amplificateur.

α
I
= gain en courant bêta et α  C =gain en courant alpha
1 α
IE
I
1
IE  I C  I B  IC  C  I C
β α
VBE  VBE0  0.6 à 0.7 V (silicium)

I C  βI B avec β 

b) Zone de saturation:

IC  βI B
1/4

VCE  VCEsat
VCEsat est de l’ordre de 0,3 à 0,4V.
En pratique, on prendra donc VCEsat ≈ 0V.
VBEsat  0.6 à 0.7 V (silicium)
c) Zone de blocage:

I B  0  IC  0  I E  0
VBE  VBE0  0.7 ou 0.6 V
En pratique, il est préférable de prendre VBE < 0
4- Transistor en commutation.
Exemple de structure :

Si Ve = 0 le transistor est bloqué.
Le transistor est saturé si IC  βI b , c’est à dire si

VCC βVe  Vbe 

RC
Rb

Exemple de commande de relais :

Relais

L
R

Le transistor permet de commander le relais en tout ou rien à partir du signal Ve. Le relais comprend entre ses
bornes un bobinage que l’on peut assimiler à une inductance L en série avec une résistance R. La diode D est une
diode de roue libre qui assure la continuité du courant dans l’inductance du relais au blocage du transistor. Sans la
diode D une surtension destructrice pour le transistor se produirait.

5- Transistor en amplification.
Le transistor est un composant unidirectionnel, pour amplifier des signaux sinusoïdaux il faut donc ajouter une
composante continue appelée « polarisation » à chaque grandeur qui sollicite le transistor. Alors la tension à
l’entrée de transistor est vE = V0 + ve où ve est le signal à amplifier et V0 la composante continue. Il faut dans tous
les cas pour un transistor NPN V0 > 0. Donc la composante continue V0 doit être plus grande que l’amplitude de
ve. En régime linéaire le principe de superposition est applicable, on distinguera donc l’étude de la polarisation et
de l’amplification des signaux.

2/4

5-1- Polarisation de transistor : Etude en statique

Dans la structure 1 : Polarisation par une résistance de base

IC0 

βVCC  Vbe0 
et Vce0  VCC  R C IC0
R1

La droite de charge statique s’écrit: IC  f VCE   IC  

VCC
RC
IC0

1
V
VCE  CC
RC
RC

IC

Q : point de repos

VCE0

VCC

VCE

Le point de repos QIC0 , Vce0  dépend beaucoup de β. Mais β varie d’un transistor à l’autre bien que la référence
soit la même et pour un même transistor en fonction de la température. Ce montage très simple est difficilement
utilisable.
Dans la structure 2 : Polarisation par pont (diviseur de tension)
Le pont R1, R2 sur Vcc peut être remplacé par son modèle de Thévenin;



R2
VCC
R1  R 2
 R b  R 1//R 2

VTh  Vb 
R Th

Donc : IC0 

1 
βVb  Vbe0 

et Vce0  VCC   R C  R e  IC0 , α  1
α 
R b  β  1R e 

3/4

En choisissant Rb faible devant (β+1)Re alors IC0 

Vb  Vbe0
devient pratiquement insensible à β. Dans la
Re

structure 2, le point de repos QIC0 , Vce0  est donc stable en température et l’interchangeabilité des transistors est
possible.
La droite de charge statique s’écrit: IC  f VCE   IC  

Si β>>1 : IC  

1
 1
R C  1  R E
 β

VCE 

VCC
 1
R C  1  R E
 β

1
VCC
VCE 
RC  RE
RC  RE
VCC
RC  RE

IC

Q : point de repos

IC0

VCC

VCE0

VCE

5-2- Schéma équivalent alternatif petits signaux du transistor : Paramètres hybrides
Le transistor est considéré comme un quadripôle ; il a deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie (une patte sera
alors commune à l'entrée et à la sortie) et va être défini par 4 signaux : courant et tension d'entrée, courant et
tension de sortie. Pour le montage émetteur commun : il s'agit du courant IB et de la tension VBE pour l'entrée, du
courant IC et de la tension VCE pour la sortie.
En fait, ces signaux se décomposent en deux parties : les tensions et courants continus de polarisation (régime
statique) notés IBo, VBEo, ICo, et VCEo, et les petites variations alternatives (régime dynamique) autour du point de
repos qui sont respectivement ib, vbe, ic, et vce.
Autour d'un point de polarisation, les relations entre les faibles variations sont décrites par :

v be  h11i b  h12 vce

i c  h 21i b  h 22 vce
Ces relations décrivent les lois électriques du schéma ci dessous qu'on appelle schéma équivalent pour
les variations ou schéma équivalent en dynamique du transistor.

ic

ib
vbe

h11
h21 ib
h12vce

vce
1/h22

• h11 est l'impédance d'entrée du transistor.
• h21 (β) est le gain du transistor.
• h12 est un terme de réaction interne. Sa valeur est très faible, il sera le plus souvent négligé.
• 1/h22 est l'impédance de sortie du transistor.

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