transistors

Nous vous expliquons ce qu’est un transistor, sa composition et ses différentes fonctions. En outre, ses caractéristiques générales, sa classification et plus encore.

Les transistors ont la capacité d’amplifier un signal électrique. 

Que sont les transistors ?

Les transistors sont des dispositifs électroniques à semi-conducteurs , responsables de la transmission d’un signal sortant (sortie) en présence d’un signal entrant (entrée), dans le cadre d’un circuit électronique quelconque. Le terme « transistor » vient de l’anglais transfer resistance (résistance de transfert), et ont été initialement conçus pour moduler le courant électrique .

Les transistors, en ce sens, remplissent des fonctions d’amplification, d’oscillation, de commutation ou de redressement du signal électrique au sein du circuit déterminé, et sont utilisés dans une grande partie des circuits intégrés des dispositifs électroniques contemporains.

Les premiers transistors opérationnels ont été développés en 1955 , malgré le fait que leur composition avait été étudiée depuis pratiquement le début du siècle, à la recherche de méthodes pour améliorer la conduction électrique et électronique. Le principe de fonctionnement des transistors (ce que l’on appelle « l’effet transistor ») a été découvert par les Américains John Bardeen, William Shockley et Walter Houser Brattain en 1948 et leur a valu le prix Nobel de physique en 1956.

Voir aussi : Matériel

Composants de transistors

La base du transistor module le flux entre l’émetteur et le collecteur. 

Les transistors sont essentiellement constitués de trois broches ou câbles, chacun chargé d’une tâche différente et qui s’appelle :

  • Émetteur. D’où le flux électrique pénètre dans l’intérieur encapsulé du transistor.
  • Base. Celui qui module le débit entre l’émetteur et le collecteur.
  • Collecteur. Où le courant circule une fois qu’il a été modulé par la base.

Fonctionnement des transistors

Les transistors fonctionnent comme des péages ou alcabalas dans le flux électrique , permettant d’augmenter, de diminuer ou de moduler son intensité selon trois positions possibles au sein d’un circuit :

  • Inactif. Il permet le passage de plus ou moins de courant (modulé) vers le collecteur et donc de retour vers le circuit.
  • En coupe. Il empêche le passage de tout courant.
  • en saturation Permet la pleine circulation du courant.

Fonctions des transistors

Un transistor permet de conduire le flux électrique de la manière souhaitée. 

Les fonctions d’un transistor dans le cadre d’un circuit électrique peuvent être fondamentalement deux :

  • Comme interrupteur. Il coupe le flux électrique d’un petit signal de commande.
  • Comme amplificateur. Il reçoit un petit signal électrique qui, en sortant du transistor, sera devenu plus important.

Cependant, les transistors peuvent également remplir les fonctions d’oscillateur, d’interrupteur ou de redresseur, ce qui permet de conduire le flux électrique dans le circuit de la manière souhaitée.

matériaux d’un transistor

Les transistors sont fabriqués en tirant parti de la semi-conductivité de certains matériaux , comme le germanium (Ge) ou l’arséniure de gallium (GaAs). Actuellement, le matériau préféré pour cela est le silicium (Si) , un métalloïde abondant dans la croûte terrestre.

Code binaire

Dans un transistor interrupteur, 0 signifie « pas de courant » et 1 signifie « courant ».

Les transistors ont beaucoup à voir avec le développement du code de calcul binaire (composé de uns et de zéros), puisque chaque chiffre indique une position du transistor de commutation : actif ou inactif, laissant ou non passer l’électricité : 0 = pas de courant ; 1 = en direct.

Utilisation d’un transistor

Dans les appareils contemporains, équipés de circuits intégrés complexes, les transistors abondent par milliers. Depuis les montres, les téléviseurs , les radios , les ordinateurs, les téléphones portables , les tomographes, les lecteurs de musique et même les lampes fluorescentes sont possibles grâce à cette technologie électrique .

type de transistor

Les phototransistors peuvent être actionnés par un mode d’éclairage. 

Il existe plusieurs types de transistor, selon sa fabrication et ses capacités :

  • transistor de contact ponctuel. Le premier type de transistor inventé et capable de faire du profit, même s’il était fragile et difficile à fabriquer. Il se composait de deux pointes métalliques sur une base en germanium, basée sur des effets de surface. Aujourd’hui, il a disparu.
  • Transitor à jonction bipolaire. Il est fabriqué à base de matériau semi-conducteur (intermédiaire entre conducteur et isolant) communément le silicium, sur lequel se trouve un substrat de verre polarisé par des éléments donneurs d’électrons, tels que l’arsenic ou le phosphore. Ces pôles constituent l’émetteur et le collecteur.
  • Transistor à effet de champ. Il se compose d’une barre de matériau semi-conducteur autour de laquelle un champ électrique est généré, afin de contrôler le flux d’énergie à travers un seul pôle (pour cette raison, ils sont appelés unipolaires).
  • Phototransistor. Ils fonctionnent comme des transistors normaux, mais étant sensibles au rayonnement électromagnétique proche de la lumière visible , ils peuvent être actionnés au moyen d’un mode d’éclairage : lorsque la lumière agit comme courant de base.

Avantages des transistors

L’utilisation de transistors a représenté un bond en avant par rapport aux techniques habituelles de gestion électrique , constituées de vannes thermioniques. Non seulement parce qu’il a permis de maximiser le potentiel des appareils dans des tailles beaucoup plus petites que les initiales, mais aussi parce qu’il a facilité la construction d’appareils capables de supporter beaucoup plus de tension, permettant leur utilisation dans des conditions de forte puissance électrique.

De plus, les transistors sont relativement peu coûteux, consomment peu d’énergie , offrent de nombreuses heures d’utilisation et peuvent rester stockés longtemps sans se détériorer.

IGBT

Les IGBT peuvent amplifier des courants électriques de 1000 ampères.

Les IGBT sont des modèles avancés de transistors qui, regroupés autour d’un circuit commun, peuvent amplifier des courants électriques de 1 000 ampères jusqu’à des tensions de plusieurs milliers de volts, permettant ainsi de contrôler la puissance de divers appareils électroniques, notamment des moteurs automobiles modernes et médicaux. défibrillateurs, utilisés pour la réanimation de patients récemment décédés.

activité des transistors

Contrairement à d’autres éléments qui interviennent dans les circuits électroniques, tels que les résistances, les condensateurs et les inductances, qui y jouent un rôle passif, les transistors se voient attribuer un rôle actif au sein du circuit , car ils assurent non seulement la stabilité et sa préservation, mais font partie de son structure fonctionnelle.