Le document explique le fonctionnement des transistors bipolaires, qui sont des dispositifs électroniques composés de couches de semi-conducteurs dopés, permettant la conduction du courant. Il décrit comment la dopage de type n et p, ainsi que l'application de tensions, sont utilisés pour contrôler le courant électrique entre les différentes couches du transistor. Un exemple d'application est donné où un transistor bipolaire est utilisé dans un circuit pour allumer une lampe en fonction de la lumière ambiante.

1. Les transistors bipolaires

2. • Le transistor bipolaire est un dispositif électronique à
base des semi-conducteurs comme le silicium et le
germanium, les atomes de silicium sont tétravalents, c-
à-d qu’ils ont 4 électrons dans leurs couches de valence.
En général, ces électrons ne sont pas libres et ne
peuvent donc pas conduire de courant électrique.

3. • C’est la raison pour laquelle les ingénieurs utilisent le
dopage pour améliorer la conductivité du silicium.
• Le dopage de type N consiste à ajouter des atomes de
phosphore au sein de la structure cristalline du silicium.
• Le dopage de type P consiste à ajouter des atomes de
bore.

4. • Pour obtenir un transistor, il suffit de superposer des
couches de différents types, l’une des couches est
dopée avec les atomes de phosphore contenant plus
d’électrons que le silicium. L’autre couche possède des
atomes de bore qui ne compte que 3 électrons de
valence, il existe donc des trous.

5. • Sous l’effet d’une DDP, un électron libre se déplace dans
la couche de type P et prend la place du trou, alors un
trou est créé dans la couche de type N à raison du
déplacement de l’électron. Cela s’applique aussi pour les
autre électrons libres mais pas tous !
• La diffusion des électrons en question provoque la
création des ions qui ont une charge positive ou
négative. En effet, un champ électrique est induit
empêchant le déplacement d’autres électrons libres.

7. • Les informations suivantes ont conduit à examiner la
structure d’un transistor bipolaire, ce transistor est
composé de 3 couches semi-conductrices.
• Dans le cas ou il s’agit d’un transistor NPN, une couche
de type P se trouve entre 2 couches de type N. Les
couches de types N possèdent les électrons libres, l’une
des couches est appelée le collecteur, l’autre couche est
l’émetteur. La base ayant des trous est la couche au
centre entre les couches de type N.

8. • Les régions de couleur bleue sont le champ électrique
empêchant la diffusion des électrons dans la base.
• Peu importe la tension collecteur-émetteur, dans ces
conditions, le transistor ne laisse pas passer le courant.
Cependant, lorsqu’une tension suffisamment élevée est
appliquée entre la base et l’émetteur, le champ
électrique diminue ce qui engendre le déplacement des
électrons dans la région de base. Plusieurs électrons se
recombinent avec des trous dans la base et autres
électrons migrent vers le collecteur.

10. • Il existe donc un courant électrique entre la base et
l’émetteur ainsi qu’entre le collecteur et l’émetteur; tant
que la tension est appliquée, le courant continu à
circuler.
• Voici un exemple d’utilisation pour le transistor bipolaire
ou on utilise le sens conventionnel du courant, ce circuit
très simple permet d’allumer la lampe en fonction de la
lumière ambiante.

11. • Une pile électrique est la source d’alimentation du circuit, le
transistor jouera le rôle d’un interrupteur. La résistance de la
cellule photoconductrice varie en fonction de la lumière
ambiante, la lampe s’allumera donc automatiquement.
• La vue de dessus nous permet de mieux comprendre le monde
des transistors. 1er le courant est divisé, la résistance étant très
grande et la base du transistor reçoit peu de courant électrique.
Ultérieurement, la grande partie du courant partira du collecteur
à l’émetteur, mais pour l’instant la jonction P-N ne conduit pas le
courant électrique!

12. • Plus la quantité de lumière est grande moins la
résistance de la cellule photoconductrice est grande.
Donc, la résistance augmente lorsque l’éclairement
diminue ce qui donne naissance à une tension
importante à la base du transistor, et ce dernier laisse
passer le courant du collecteur à l’émetteur. La lampe
s’allume parce que le transistor sert à ajuster
automatiquement le courant en fonction de la tension à
la base.