Transistor bipolaire "source de courant commandée par un courant"

[Control]

Bonsoir,

J'aimerais quelques explications sur le transistor bipolaire et si possible aussi le transistor à effet de champ.
Je vois souvent être dit que le transistor à effet de champ est une source de courant commandée par une tension. Ce que je comprends car c'est grâce à la tension entre la base-source que l'on débloque le transistor pour permettre au courant de circuler du drain vers la source.
Maintenant, je ne comprends pas pourquoi on dit que le transistor bipolaire est une source de courant commandée par un courant. Pour débloquer le transistor et qu'il soit dans un mode fonctionnement linéaire (permettant de réaliser un amplificateur de courant), il est nécessaire de fixer la tension base-emetteur à 0.7V. Vu ainsi le transistor est aussi une source de courant commandée par une tension, non?
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[lutshur]

Bonjour,
Le bipolaire est commandé par un courant. Il y a juste un seuil à dépasser, celui de la jonction base-émetteur, en dessous duquel le courant qui la traverse est suffisamment insignifiant.
Pour obtenir une commande en courant, on utilise simplement une tension > seuil, et on limite le courant au moyen d'une résistance.
Ensuite la variation du courant de commande peut se faire, soit en faisant varier cette tension et en gardant la résistance fixe, soit en faisant varier la résistance et en gardant la tension fixe.
Il y a des années en arrière, j'avais pu lire la théorie d'un type qui voulait que le bipolaire soit commandé en tension parce que la tension Vbe augmentait en même temps que le courant de collecteur. Un génie incompris de l'immense majorité.

[Control]

Bonjour,
Le bipolaire est commandé par un courant. Il y a juste un seuil à dépasser, celui de la jonction base-émetteur, en dessous duquel le courant qui la traverse est suffisamment insignifiant.
Pour obtenir une commande en courant, on utilise simplement une tension > seuil, et on limite le courant au moyen d'une résistance.
Ensuite la variation du courant de commande peut se faire, soit en faisant varier cette tension et en gardant la résistance fixe, soit en faisant varier la résistance et en gardant la tension fixe.
Il y a des années en arrière, j'avais pu lire la théorie d'un type qui voulait que le bipolaire soit commandé en tension parce que la tension Vbe augmentait en même temps que le courant de collecteur. Un génie incompris de l'immense majorité.

D'accord je pense mieux comprendre grâce à toi. Fixer une tension base-emetteur > seuil permet au transistor d’être polarisé dans un point de fonctionnement linéaire. Puisque Ic = beta * Ib, faire varier Ib revient à commander notre source de courant (=Ic). Et pour faire varier Ib, on procède comme tu l'as indiqué en faisant varier soit la tension en amont de la résistance en série sur la base ou en faisant varier la valeur cette résistance.

Hmm dans le cours que j'ai sur le bipolaire, le courant de base est similaire au courant circulant dans une diode soit : Ib = Io * exp(Vbe/Vo). Si Ic = f(Ib) et que Ib=f(Vbe) alors Ic = f(Vbe)

J'étudie en ce moment les transistors à effet de champ, et se pourrait-il que ce soit presque la même chose? La variation de Vgs ferait varier le courant Ids ?

[Antoane]

Bonjour,

La loi d'Ohm, ou ici la loi de Shokley indique charactérise la relation entre courant et tension. Modéliser un transistor bipolaire (BJT) par une source de courant commandée en courant ou en tension, revient donc à intégrer l'équation dans le modèle, ce qui ne semble pas changer grand chose...
On pourrait regarder du côté de la physique : c'est le nombre de porteurs de charges passant par la base, ie. le courant, qui définit le courant de sortie -- on voudrait donc voir dans le BJT une source de courant commandée en courant. Cependant, c'est bien la courbure des bandes, et donc la tension, qui va définir le courant... C'est l'histoire de l'oeuf et de la poule.

Finalement, pour définir que le BJT est une source de courant commandée par X, il faut regarder l'impacts de paramètres tiers, externes, sur le courant de sortie. En effet, la définition d'une source de courant commandée en X est que le courant de sortie ne change pas si X est constant... Par exemple : si on impose une commande (Ib ou Vbe) fixee, de combien varie le courant de sortie lorsque la tension de sortie (Vce) varie de 1%, ou lorsque la température change de 1 K (en pratique, on préferera regarder de combien il faut modifier la commande pour maintenir la sortie constante, mais c'est pareil).
Par exemple, une simulation montre que pour un BC547c, sous Vce = 10 V et Ib = 1mA (ie Vbe~ 740mV), on trouve que :
- dans le cas ou Vbe est fixé à 740 mV (control en tension), une augmentation de température de 1 K (passant de 20°C à 21 °C) se traduit par une augmentation de Ic de 1.5%
- dans le cas ou Ib est fixé à 1 mA (control en courant), une augmentation de température de 1 K (passant de 20°C à 21 °C) se traduit par une augmentation de Ic de 2.5 ppm


Enfin, du point de vue "utilisateur", on préfèrera voir le BJT comme controlé en tension du fait de la charactéristique relativement linéaire entre Ic et Ib, plutot que celle exponentielle entre Ic et Vbe.



Pour le FET... c'est un peu plus simple : L'impédance d'entrée étant infini (du moins en DC/BF), il n'y a pas le même genre de relation entre courant et tension. Le composant est donc indubitablement commandé en tension.

[A voir en vidéo sur Futura]

[lutshur]

J'allais dire que la réponse d'Antoane est un peu trop poussée pour mr Lambda. Mais Control est dans l'étude des transistors, donc...

[bobflux]

Voir le MOSFET comme une source de courant commandée en tension permet de comprendre son comportement en continu et en alternatif : pour obtenir un certain courant Id, il faut un certain Vgs (à l'intérieur du transistor) ce qui nous donne en alternatif le courant de grille nécessaire en tenant compte de Cgs et Cgd. Si le MOSFET est commandé en tension par une source d'impédance non nulle, ça permet aussi de calculer la fréquence de coupure, car l'impédance de la source va former un passe-bas avec les capacités du MOSFET.

(en alternatif, les MOSFETs ont un gain en courant, comme les bipolaires, c'est juste Id/Ig)

Pour le bipolaire, c'est la même chose : si on le voit comme une source de courant commandée en courant, ça marche en continu mais ça devient pas évident de visualiser les effets en alternatif, par exemple la chute du gain en courant en augmentant la fréquence. Si on le voit comme une source de courant commandée en tension, c'est bien plus simple : il y a un gros Cbe et un petit Cbc, on voit tout de suite que suivant l'impédance de la source qui commande la base on aura une bande passante plus ou moins élevée.