[AUDIO_VIDE] Bonjour. Continuons le cours Enseignes et afficheurs à LED. Intéressons-nous dès à présent au transistor. Le plan est le suivant. Nous allons voir que le transistor a été une invention de premier plan. Nous allons le présenter, ensuite montrer sa structure, nous verrons les jonctions et les modes de fonctionnement, puis les caractéristiques essentielles du transistor. Lorsqu'on conçoit des enseignes et afficheurs à LED, on a très souvent besoin de l'élément emblématique de l'électronique, le transistor. L'invention de ce dispositif à semi-conducteur a accéléré l'évolution de l'électronique et l'humanité en général. Il a été inventé en 1948 par trois scientifiques américains qui ont reçu en 1956 le prix Nobel de physique pour leurs travaux. Voyons ici un transistor au germanium. Ensuite là , nous avons quelques images de semi-conducteurs. Et là , nous avons une image de l'un des premiers appareils fabriqués à base de transistors. Le transistor est utilisé en électronique comme amplificateur ou interrupteur. Le transistor se présente comme un tripôle. Le nom attribué à ses trois pôles sont la base, l'émetteur et le collecteur. Le nom transistor signifie transrésistance, ce qui met en évidence la variation d'une résistance. Il s'agit bien de la résistance entre le collecteur et l'émetteur. En effet, une petite variation du courant de base provoque une petite variation du courant qui traverse cette résistance. Le courant à l'émetteur est la somme du courant de base et du courant collecteur. En mode linéaire, nous voyons la relation qui relie Ic et Ib. Ainsi, Ic égal bêta fois Ib. Bêta étant le facteur d'amplification, sa valeur est généralement au-delà de 100. Pour mieux comprendre l'effet transistor, regardons cette similitude avec un système hydraulique. Une petite quantité d'eau ici provoque le basculement de cette pièce qui favorise un grand écoulement d'eau dans ce canal. Intéressons-nous à la structure du transistor. Il est fait en silicium avec des parties dopées négativement ou dopées positivement. Cette figure montre bien les différentes régions. La région base est dopée positivement. La région collecteur dopée négativement comme la région émetteur. Ainsi, nous avons un transistor NPN. Son symbole est ici présenté. Nous pouvons également avoir des transistors PNP. Dans ce cas, la région base est dopée négativement et les deux régions extrêmes, c'est-à -dire le collecteur et l'émetteur, sont dopées positivement. Ici, nous avons la représentation d'un transistor PNP. Nous remarquons la présence d'une flèche qui indique que le courant va circuler dans ce sens. La structure du transistor que nous avons vue tout à l'heure montre l'existence de deux zones très très importantes. Nous les appelons des jonctions. La jonction est donc le frontière entre une zone dopée négativement et une zone dopée positivement. Donc, nous avons dans le cas d'un transistor deux jonctions, notées Jbe, une jonction base émetteur, et la jonction base collecteur. La polarisation d'une jonction est très importante. Qu'est-ce que cela signifie? Une jonction est polarisée en direct lorsque le potentiel sur la borne plus est supérieur au potentiel sur la borne moins. La différence entre ces deux potentiels doit être supérieure ou égale à 0,7 volts. Lorsque la tension est inférieure à 0,7 volt, on dit que la jonction est polarisée en inverse. On dénombre trois modes de fonctionnement du transistor. Le mode bloqué, le mode amplificateur et le mode saturé. Dans le mode bloqué, le courant Ic est nul. Aucun courant ne traverse le transistor. Dans le mode saturé, le courant Ic a la valeur maximale. Ce sont ces deux modes que nous allons utiliser lorsque nous fabriquons des enseignes et afficheurs à LED. Mais il y a le mode amplificateur. Dans le mode amplificateur, la relation Ic égal à bêta fois Ib est valable. Regardons ensemble ce schéma typique de la commande d'une LED par un transistor. Comme nous l'avons dit précédemment, nous allons travailler en mode saturé ou mode bloqué. Le mode saturé sera utilisé pour allumer la LED et le mode bloqué sera utilisé pour éteindre la LED. En mode saturé, un grand courant traverse le transistor. La tension collecteur émetteur est presque nulle. Donc, la limitation de ce courant est assurée par la résistance Rs. Pour 10 milliampères dans le circuit collecteur, il nous faut environ 1 milliampère dans le circuit base émetteur. Les calculs montrent que la résistance Rb est de 4,7 kiloohms, mais nous allons utiliser une résistance nettement inférieure. Dans ce cas, un kiloohm pourrait bien faire l'affaire. Dans le choix de la résistance Rb, il faudrait faire attention pour que Ib ne dépasse pas sa valeur maxi, ce qui pourrait détruire le transistor. Les transistors sont commercialisés dans des boîtiers. Cette image nous présente quelques-uns. Nous avons le boîtier TO3 et le boîtier TO92. Actuellement, on utilise les transistors montés en surface, les SMD. A l'échelle réelle, ils se présentent sous cette forme-là . Lorsque nous voulons choisir un transistor, plusieurs paramètres doivent attirer notre attention. Les plus essentiels sont le courant Ic max, c'est le courant maximal qui doit traverser le collecteur jusqu'à l'émetteur. Ensuite, nous avons la tension maximale entre la base et le collecteur. Ensuite, la puissance maximale que peut dissiper ce transistor. Pour cela, certains boîtiers sont favorables à cette dissipation. Quelquefois, la dissipation par le boîtier n'est pas suffisante. Nous devons ajouter des radiateurs. Ensuite, le dernier paramètre est la fréquence maximale. Dans les enseignes et afficheurs à LED, nous travaillons en commutation, et le paramètre fréquence maximale paraît très important. Nous avons vu que le transistor fut une invention de premier plan. Nous avons regardé comment il se présente et sa structure. Nous avons vu ses jonctions et ses modes de fonctionnement. Ensuite, nous nous sommes intéressés aux caractéristiques les plus critiques.
