Transistors

Un transistor est un dispositif semi-conducteur qui sert de commutateur ou d'amplificateur électronique, contrôlant le flux de courant à travers un type de matériau (généralement du silicium) en appliquant une tension ou un courant à un autre. Structurellement, les transistors sont des composants à trois bornes, généralement configurés comme émetteur, base et collecteur (dans les BJT), ou source, grille et drain (dans les FET). Depuis leur invention, les transistors sont devenus fondamentaux dans toute l'électronique moderne, des circuits logiques numériques au traitement des signaux analogiques. Contrairement aux tubes à vide précédents, les transistors sont compacts, fiables et écoénergétiques ; ils fonctionnent en manipulant le mouvement des électrons ou des trous à travers des jonctions pn ou des grilles isolées. Comprendre les différences entre les types de transistors (BJT, MOSFET, IGBT, JFET et PUT) peut vous aider à sélectionner le composant le plus approprié selon la fonction, les besoins en énergie et les caractéristiques du signal.

Types de transistors

• Les transistors à jonction bipolaire (BJT), notamment les configurations NPN et PNP, constituent des dispositifs contrôlés par le courant dans lesquels le courant de base module un courant collecteur-émetteur plus important. Connus pour leur gain de courant élevé et leurs caractéristiques d'amplification linéaire, les BJT sont parfaitement adaptés aux applications analogiques telles que l'amplification audio ou le conditionnement de signaux basse fréquence. Cependant, leur impédance d’entrée relativement faible entraîne une consommation d’énergie plus importante par rapport aux dispositifs à effet de champ.


• Les transistors à effet de champ (FET), en particulier les MOSFET (FET semi-conducteur à oxyde métallique), sont contrôlés en tension avec une impédance d'entrée très élevée. Ils régulent le courant via un champ électrique appliqué sur une grille isolée, ce qui les rend très efficaces pour les applications de commutation numérique. Les MOSFET à canal N offrent généralement une conductivité et une vitesse de commutation supérieures à celles des dispositifs à canal P, ce qui en fait le choix préféré dans l'électronique de puissance et les circuits logiques.


• Les transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) associent le contrôle de grille des MOSFET avec la commande de sortie des BJT, ce qui donne des dispositifs qui excellent dans les applications à haute tension et à courant élevé. Ils sont largement utilisés dans les onduleurs de puissance, les entraînements de moteurs et les systèmes de conversion d'énergie où le rendement de commutation et la robustesse sont essentiels.


• Les transistors à effet de champ à jonction (JFET) offrent d'excellentes performances dans les circuits analogiques à faible bruit et à haute impédance. Bien que largement remplacés par les MOSFET dans de nombreux rôles, les JFET servent toujours à l'amplification RF et au conditionnement de signaux de précision en raison de leur simplicité et de leurs caractéristiques stables.


• Les transistors unijonction programmables (PUT) sont spécialisés dans une utilisation dans les circuits de synchronisation, la génération de formes d'onde et le contrôle de déclenchement. Ces dispositifs fonctionnent en établissant une tension de seuil à laquelle ils commutent rapidement, ce qui les rend utiles dans les oscillateurs et les systèmes de contrôle.