transistor.

Ci-dessous un extrait traitant le sujet : transistor.. Ce document contient 1126 mots. Pour le télécharger en entier, envoyez-nous un de vos documents grâce à notre système d’échange gratuit de ressources numériques ou achetez-le pour la modique somme d’un euro symbolique. Cette aide totalement rédigée en format pdf sera utile aux lycéens ou étudiants ayant un devoir à réaliser ou une leçon à approfondir en : Encyclopédie

---

transistor. n.m., assemblage compact de semi-conducteurs permettant d'effectuer dans
les montages électroniques diverses fonctions d'amplification et de commutation. La
découverte, en 1948, par John Bardeen, Walter Brattain et William Shockley, aux laboratoires
de la Bell Telephone Company, de l'effet transistor, leur valut non seulement le prix Nobel,
mais ouvrit également la porte à l'une des plus importantes révolutions techniques qu'ait
connues l'humanité. Il existe une grande variété de transistors qui diffèrent par la nature du
semi-conducteur employé (germanium, silicium et différents composés), du dopage, mais
aussi par leur structure et leur principe de fonctionnement. On distingue principalement le
transistor bipolaire et le transistor à effet de champ.

Le principe du transistor bipolaire.
Le transistor bipolaire est formé de deux jonctions accolées, obtenues en mettant en
sandwich entre deux régions d'un semi-conducteur dopé n (ou p) une étroite zone
(environ 10 ` m) du même semi-conducteur, dopé p (ou n). La configuration ainsi obtenue
est désignée par l'abréviation npn (ou pnp). On sait (voir diode) qu'une jonction entre
deux zones dopées différemment devient le siège d'une différence de potentiel liée au fait
que, par diffusion, les électrons mobiles de la région n se déplacent vers la zone p où ils se
recombinent avec les trous, chargeant ainsi la zone p négativement, alors que les trous
diffusent vers la zone n, où ils se recombinent avec les électrons et chargent cette zone
positivement. Cette migration de charges est limitée dans l'espace par le champ électrique
qu'elle engendre, lequel, d'une part, confine les charges dans d'étroites couches situées de
part et d'autre de la jonction, d'autre part empêche la migration de se poursuivre dès
qu'une différence de potentiel caractéristique de la jonction est atteinte. Si on rajoute de
l'extérieur une différence de potentiel supplémentaire, l'effet en sera différent suivant qu'elle
renforce la différence de potentiel spontanée (polarisation inverse) ou, au contraire, qu'elle
s'en retranche (polarisation directe). Dans le premier cas, presque aucun courant ne peut
passer ; dans l'autre cas, dès que le potentiel appliqué annule le potentiel spontané, un
courant se met à circuler, d'autant plus intense que le potentiel appliqué est plus élevé.
Pour décrire le fonctionnement d'un transistor, on va prendre l'exemple d'une structure
npn, qui est la plus courante. Chacune des trois régions est nantie d'une connexion
électrique permettant la circulation d'un courant. La région p centrale est la base (B),
flanquée d'un côté par une région n nommée émetteur (E), de l'autre par l'autre région n
appelée collecteur (C). On établit entre l'émetteur et la base une différence de potentiel qui
polarise la jonction EB dans le sens direct, et entre le collecteur et la base une différence de
potentiel qui polarise la jonction BC en inverse (V C > V B > V E ) . La jonction EB étant
polarisée en direct, des électrons passent du collecteur vers la base ; une faible partie
(environ 1 %) se recombine avec les trous de la base, laquelle n'en contient, à dessein,
que très peu (faible dopage). Le reste de ces électrons traverse la base et rejoint le
collecteur. Cela se traduit par un courant I CE intense allant du collecteur à l'émetteur, et un
courant beaucoup plus faible IBE allant de la base à l'émetteur, correspondant au faible taux
de recombinaison dans la base. On peut donc décrire le fonctionnement du transistor en
disant que le courant de base IBE , qui est faible, contrôle le courant de collecteur ICE , qui
est beaucoup plus intense : il y a amplification. Cet effet n'est pas linéaire et on observe
une saturation du courant I CE au-delà d'une certaine valeur de IBE . Le transistor peut donc
se comporter, soit comme un amplificateur de courant, soit comme une porte qui peut
être ouverte ou fermée. À partir de ces deux fonctions, il est possible d'en construire une
infinité d'autres, qui sont utilisées dans l'immense variété de circuits intégrés disponibles sur
le marché.
Complétez votre recherche en consultant :
Les livres
transistor - semi-conducteur dopé négativement, page 5254, volume 10
transistor - semi-conducteur dopé positivement, page 5254, volume 10
transistor bipolaire, page 5254, volume 10

Le principe du transistor à effet de champ.
Un transistor à effet de champ (FET) est un barreau supposé parallélépipédique de semi-

conducteur ; sur ses faces latérales, de part et d'autre, une couche d'un autre semiconducteur est déposée, formant ainsi deux jonctions en vis-à-vis, une de chaque côté du
conducteur. Le courant qui parcourt ce barreau dans sa plus grande dimension passe donc
entre les deux jonctions. Les noms des zones du FET diffèrent des noms des zones du
transistor bipolaire : l'extrémité par laquelle entre le courant est la source (S), celle par
lequel il sort est le drain (D). Les deux jonctions constituent la porte (en anglais gate, G).
Le fonctionnement du FET repose entièrement sur les propriétés de la zone G, formée de
deux jonctions en vis-à-vis. Chacune de ces jonctions modifie, en la diminuant, la
distribution des porteurs sur une certaine épaisseur, d'autant plus grande que le dopage est
faible. Le constructeur a choisi un taux de dopage tel que cette épaisseur constitue une
fraction importante de celle du barreau. Cela se traduit par le fait que dans la zone G le
nombre de porteurs disponibles pour assurer le passage du courant est faible, ce qui limite
ce passage. Si on polarise en inverse les deux jonctions, la couche dépourvue de porteurs
s'agrandit, d'autant plus que la tension de polarisation est grande : le transistor devient
alors de plus en plus isolant. On constate que la tension de porte VG contrôle la valeur du
courant de drain ID . Le système ainsi réalisé possède la fonction de contrôle et
d'amplification caractéristique du transistor, avec une spécificité : la consommation
d'énergie, pour le signal de contrôle, est presque négligeable, ce qui n'était pas le cas du
transistor bipolaire.

Réalisation et applications des transistors.
Compte tenu de l'importance économique des circuits électroniques et de la
consommation croissante qui en est faite, la technique des transistors a rapidement
évolué. Le transistor isolé, avec ses trois fils de connexion individuels, n'existe quasiment
plus aujourd'hui. Seuls existent des circuits intégrés, les « puces », dans lesquels la fonction
transistor est présente à plusieurs centaines ou milliers d'exemplaires, ce qui veut dire que
chaque fonction occupe une place microscopique. La conception et la réalisation de ces
circuits exigent des techniques très délicates, pour lesquelles l'aide de l'ordinateur est
indispensable, dont la maîtrise est devenue un des enjeux cruciaux de la concurrence que
peuvent se livrer entre elles les grandes puissances.
Complétez votre recherche en consultant :
Les corrélats
Bardeen John
calcul électronique
circuit électrique
composant électronique
diode
électricité - Introduction
électronique - Les différents composants - Le transistor
germanium
jonction - 2.PHYSIQUE
ordinateur - Historique - La seconde génération : les machines à transistors
photoélectricité
semi-conducteur
Shockley William Bradford
télécommunications - Télécommunications et électronique