Le Transistor¶
Description¶
En électronique, le transistor est un composant semi-conducteur (il en existe 2 types dits PNP ou NPN) dans un petit boitier qui dispose de 3 broches :
- la base B qui reçoit une intensité de déclenchement Ib
- le collecteur C qui laisse entrer une intensité Ic porportionnelle à Ib
- l'émetteur E qui laisse sortir une intensité valant Ie=Ic+Ib
Bon à savoir
Le transistor est un composant essentiel, qui date des années 40, et qui a révolutionné l'électronique et permis l'apparition de l'électronique numérique et des ordinateurs. Les processeurs des ordinateurs actuels possèdent des millions de transistors miniaturisés !!
Le micro-contrôleur de votre carte Arduino ou MicroPython lui-même intègre environ 500 000 transistors ou plus !
Principe de fonctionnement¶
Le principe fondamental de fonctionnement d'un transistor est le suivant : une petite intensité circulant sur la broche de la base va provoquer la circulation d'une intensité importante proportionnelle entre le collecteur et l'émetteur.
Info
Pour faire simple, on peut dire qu'un transistor est un « multiplicateur » d'intensité : il multiplie l'intensité de la base et l'intensité résultante circule entre le collecteur et l'émetteur. Le coefficient multiplicateur est appelé gain.
Modes de fonctionnement d'un transistor¶
Le transistor est un composant qui peut être utilisé aussi bien en mode analogique que « numérique » :
- en mode analogique, la variation d'intensité sur la base se répercute immédiatement en variation d'intensité du collecteur. C'est ce principe qui est à la base des amplificateurs audio et autres appareils de radio (dont lui vient d'ailleurs le nom de transistor).
- en mode « numérique » ou « ON/OFF » appelé également mode saturé : dès qu'une intensité est présente sur la base, le courant de collecteur est d'emblée maximal. L'absence de courant sur la base ne laisse passer aucun courant de collecteur. C'est une sorte d'interrupteur à commande électrique. C'est ce mode de fonctionnement qui est à la base de tous les circuits logiques et numériques.
Une variante du transistor : le photo-transistor¶
Dans ce composant, la broche de la base est remplacée par une zone sensible à la lumière infra-rouge. Le photo-transistor n'a donc que 2 broches :
Le principe de fonctionnement est le suivant : une intensité lumineuse présente sur la zone photo-sensible va provoquer la circulation d'un courant de collecteur qui sera proportionnel à l'intensité lumineuse reçue.
Le photo-transistor pourra être utilisé soit en mode analogique ou saturé.
Les transistors avec les cartes à micro-contrôleur en pratique¶
Afin de ne pas compliquer inutilement les montages, en pratique, on n'utilisera quasiment pas les transistors « bruts » avec une carte à micro-contrôleur, mais plutôt des circuits les utilisant tels que le circuit intégré ULN 2803 qui intègre 8 étages d'amplification ON/OFF et ne nécessite aucun composant externe.
Par contre, on utilisera le photo-transistor, utilisé au sein des opto-coupleurs, comme nous allons le voir par la suite.
Remarque
L'étude des transistors et de leur utilisation est un domaine passionnant et qui peut faire l'objet de livres entiers. Ici, nous en parlons uniquement pour introduire le photo-transistor. Si vous voulez approfondir, voir notamment : http://fr.wikipedia.org/wiki/Transistor