12.3 : Principe de fonctionnement du BJT

Un transistor à jonction bipolaire (BJT), en particulier un transistor PNP dans une configuration à base commune, amplifie ou commute efficacement les signaux électroniques en contrôlant le flux de porteurs de charge. Cette discussion se concentre sur son fonctionnement en mode actif.

Dans la configuration PNP, l'émetteur est fortement dopé avec des porteurs de charge positifs (trous), tandis que la base est légèrement dopée avec des porteurs négatifs (électrons). Cette configuration permet une polarisation directe à travers la jonction émetteur-base, diminuant la barrière potentielle et permettant aux trous de diffuser de l'émetteur vers la base. Ces trous tentent alors de traverser vers le collecteur. Au cours de ce trajet, certains trous se recombinent avec les électrons de la base, réduisant ainsi le nombre de porteurs atteignant le collecteur et contribuant au courant de base. Simultanément, les électrons générés thermiquement par le collecteur se déplacent vers la base, s'ajoutant au courant du collecteur.

La composante principale du courant de l'émetteur sont ces trous diffusants. Le courant de base résulte de la différence entre le courant de l'émetteur et le courant du collecteur, ce qui est crucial pour maintenir la neutralité de charge dans la base. L'efficacité du transistor est évaluée par son gain de courant, qui comprend deux facteurs critiques: l'efficacité de l'émetteur et le facteur de transport de la base. L'efficacité de l'émetteur indique la fraction de porteurs injectés par l'émetteur qui contribuent au courant de sortie. En revanche, le facteur de transport de base reflète la proportion de ces transporteurs qui atteignent le collecteur. Idéalement, les deux valeurs devraient se rapprocher de l’unité, ce qui signifie un transport efficace par les transporteurs et une recombinaison minimale.

De plus, tout courant de fuite entre le collecteur et la base lorsque la jonction émetteur-base est ouverte est inclus dans le calcul du courant du collecteur en termes de gain de courant. Cette fuite dénote une inefficacité opérationnelle, influençant les performances du transistor dans les circuits électroniques.