On considère un transistor branché en émetteur commun avec une polarisation par résistance de base
. Un inverseur (figure 64) permet de relier la résistance
soit au générateur
soit à la masse.
Les équations des droites d'attaque et de charge (figure 65) sont :
et
On peut en déduire la position du point de fonctionnement du montage en fonction de l'intensité du courant base. La tension de sortie est
.
En régime amplificateur, on place le point de fonctionnement au milieu de la droite de charge (point
). La relation
permet de déduire le courant collecteur de la valeur du courant base et
.
Si le courant base est nul, le courant collecteur est nul (
) et
(point
).
Le transistor est bloqué.
La base contient alors un excès de porteurs minoritaires.
Si le courant base est très intense, le courant collecteur est élevé mais il ne peut dépasser la valeur
: quand on fait croître
au-delà de la valeur
, la tension
devient très faible (point
). Elle est comprise entre
et
selon l'intensité du courant base.La base est alors saturée en porteurs majoritaires et la relation
n'est plus valide. La jonction base collecteur est alors polarisée en direct (
est voisin de
). On dit que le
transistor est saturé.
Cette condition est satisfaite quand la valeur de la résistance de base
est inférieure à
. Pour un transistor saturé, on a :
Remarque :
Un transistor fonctionne en régime de commutation quand son courant base est soit très faible (transistor bloqué) soit très intense (transistor saturé). Vis-à-vis du générateur et de la résistance de collecteur, le transistor saturé se comporte comme un interrupteur fermé et le transistor bloqué comme un interrupteur ouvert (voir la figure 65). Dans ce type de fonctionnement, la puissance
dissipée dans le transistor est toujours faible.
Complément :
La durée de la commutation entre les deux états dépend du temps nécessaire à l'écoulement des porteurs en excès dans la base. Les transistors utilisés en commutation sont conçus pour que cette durée soit la plus faible possible.
Inverseur logique
Si l'entrée du montage (résistance
) est reliée à
, la tension de sortie
est nulle. Si l'entrée est reliée à la masse,
. Si l'on convient de désigner par «
» une tension nulle et par «
» une tension égale à
, on constate que le montage étudié constitue un inverseur logique.
Nous allons étudier plusieurs fonctions de base de l'électronique réalisées avec des transistors fonctionnant en régime de commutation. Ces montages qui ont deux étages couplés par réaction positive possèdent deux états. Selon la nature du couplage, on distingue :
Le bistable ou bascule : les deux états sont stables.
Le multivibrateur astable : les deux états sont instables.
Le monostable : seul un état est stable.
Aujourd'hui, ces fonctions sont réalisées par des circuits intégrés spécifiques et l'objectif de cette étude sera surtout didactique. Nous commencerons par rappeler le fonctionnement du circuit dérivateur.
