TRANISTORS

 Vue générale

Un transistor possède le plus souvent trois broches. Toutefois on trouve également des transistors à quatre broches (il faut bien donner un peu raison à ceux qui disent que l’électronique est difficile et réservée à l’élite). Pour le moment, laissons de côté ces moutons à quatre pattes. Le transistor est un composant dit actif car il nécessite l’apport d’une énergie externe (pile par exemple) pour fonctionner. Il peut jouer plusieurs rôles mais les principaux sont la commutation (fonction interrupteur) et l’amplification de courant et/ou de tension. Dans son rôle de commutateur, on peut le comparer à un interrupteur télécommandé qui amplifie également. Plutôt inattendu, non ?

Différents types de transistors

Parce que les besoins peuvent être différents et parce qu’un même transistor ne peut pas posséder toutes les qualités du monde, on trouve plusieurs types de transistors : des très puissants et des moins puissants, des lents et des rapides, des fragiles et des solides, des moches et des beaux. La figure 2.5.2.a en donne un tout petit aperçu. Selon le domaine dans lequel on œuvre – audio, vidéo, haute fréquence, commande de moteurs, etc. – on doit choisir ses transistors en fonction de leurs caractéristiques. Un transistor miniature capable d’allumer une LED dans un lecteur MP3 ne sera probablement pas retenu pour piloter un moteur de perceuse électrique à courant continu. Dans la jungle des boîtiers et références disponibles, il existe des transistors très rapides mais peu puissants, d’autres très puissants mais lents. Dans les deux familles, certains présentent un grand gain (sont capables d’amplifier beaucoup une tension ou un courant), d’autre n’amplifient que très peu (gain faible). Un transistor darlington par exemple est réputé pour présenter un gain très élevé (par exemple 100000) mais aussi pour être assez lent. Il existe sans doute des transistors darlington qui conjuguent gain élevé et rapidité, allez savoir. Cette simple vue d’ensemble devrait vous convaincre qu’on ne peut pas choisir au hasard un transistor. Il doit présenter des caractéristiques qui répondent à des besoins précis. Soyez rassuré, il existe un grand nombre de transistors qui répondent à plusieurs impératifs, surtout quand on reste dans des domaines de fonctionnement « généraux », donc pas trop spécifiques. Le transistor 2N2222 par exemple, un modèle fort réputé et très bon marché, peut aussi bien servir à piloter une LED ou un relais qu’assurer la fonction d’oscillation dans un petit émetteur FM, ou encore servir de petit préamplificateur BF pour microphone même s’il n’est sans doute pas le composant le plus adapté pour cet usage. Il existe de nombreux cas de figure où un transistor peut être remplacé par une autre référence, sans devoir changer quoi que ce soit d’autre autour de lui. Il est aussi des cas où le remplacement d’un transistor défectueux par un remplaçant « douteux » n’est absolument pas envisageable. Vous l’avez compris, il faudra un minimum de pratique pour reconnaître le schéma ou la section de schéma où un transistor peut être remplacé sans difficulté par un « équivalent ».

Transistors BF

Les transistors BF (pour signaux à basse fréquence) sont conçus pour fonctionner à des vitesses modérées, comme dans le monde de l’automatisme, l’audio ou la vidéo. Ceci dit, certains transistors placés dans la catégorie BF par leur fabricant sont capables de travailler à des vitesses assez élevées, comme par exemple le transistor BC109 (figure 2.5.2.b). Ce transistor est classé dans la catégorie « BF petite puissance » mais il est capable de travailler jusqu’à plus de 150 MHz, ce qui laisse penser qu’un transistor sera parfois utilisé dans un domaine pour lequel il n’a pas été spécialement conçu.

Transistors HF

Pour ce qui est des transistors HF (pour signaux à haute fréquence), c’est une autre histoire. Quand on commence à « monter en fréquence », c’est-àdire quand on veut faire travailler le transistor à des vitesses vraiment élevées (par exemple dans un amplificateur pour émetteur de télévision à 700 MHz), on ne peut plus se contenter de bricoler avec un transistor « pas conçu pour mais qui pourrait peut-être… ». Un transistor utilisé en commutation (tout ou rien) ou en amplification linéaire est confronté à un moment ou à un autre à des passages (transitions) difficiles. On peut faire une analogie rapide avec des personnes qui font un footing et qui courent de façon régulière. Tant que tout le monde va à son rythme, tout va bien même si certaines personnes vont plus vite que d’autres. Si on demande à tout le monde d’accélérer la cadence, il vient un moment où certains s’essoufflent. C’est valable aussi pour la personne dont le rythme de croisière est le plus élevé. Il en est de même pour les transistors : à partir d’un moment, ils s’essoufflent et/ou chauffent exagérément. La figure 2.5.2.c montre un exemple de transistor pour signaux à haute fréquence qui travaille avec des courants de forte intensité.