Principe de fonctionnement et paramètres fondamentaux des transistors bipolaires

Dans notre cas nous allons prendre le cas du transistor NPN en Régine normal.

e: électron libre
t: trou
A: lieu de recombinaison
d: largeur électrique de la base
D: largeur métallurgique la base

Après avoir appliqué les tensions U1 et U2, la jonction de l’émetteur est polarisée en directe tandis que la jonction du collecteur est polarisée en inverse. Cela a permis les trous de se déplacer de la base vers l’émetteur et les électrons de l’émetteur vers la base.

Sachant que I_E est le courant traversant l’émetteur, I_e le courant des électrons et I_t le courant des trous, nous aurons donc:
I_E = I_e + I_t

Pour un fonctionnement correct du transistor, il faut que le flux des trous de la base vers l’émetteur soit négligeable par rapport au flux des électrons de l’émetteur vers la base:
I_e >> I_t.

I_e = γI_E. vu que I_e >> I_t alors I_e doit être à peu prés égal à I_E ce qui fait que γ doit être forcement proche de 1.
γ est appelé coefficient d’injection

Le coefficient d’injection γ dépend de la largeur électrique de la base d, de la résistivité de l’Emetteur r_E , de la résistivité de la base r_B et de la longueur moyenne de diffusion des trous dans l’émetteur L_E .

Il est à savoir que la plupart des transistors ont un coefficient d’injection γ =0,99

Après que certains électrons soient injectés à la base, d’autres parviennent au collecteur et sont notés KI_e.

K est le coefficient de transmission et dépend de la largeur électrique de la base d et de la longueur de diffusion des électrons dans la base L_B.

Il est à noter que le courant de l’émetteur est lié au courant du collecteur par la formule:
I_C=γK I_E+I_CB0.
I_C=αI_E+I_CB0 sachant que α = γK.
α est le coefficient de transfert du courant de l’émetteur.
I_CB0 est le courant qui transverse le collecteur a 0k.

Puis nous savons I_B = I_E - I_C
Or I_C = αI_E+I_CB0
Alors I_B=I_E -αI_E -I_CB0
Donc I_B = I_E (1-α) – I_CB0

Si β est le coefficient de transfert du courant de base et que I_CE0, le courant qui traverse l’émetteur à 0k:
I_CE0 = (1+β)I_CB0

NB:
Le coefficient de transfert α n’est réellement constant. Il dépend de la tension appliquée à la jonction du collecteur, de la température et de l’intensité appliqué à l’émetteur. Dans la majorité des transistors, α est compris entre 0,95 à 0,0998.