Considérons une résistance de base qui contrôle la quantité de courant entrant dans la jonction de base d’un transistor à jonction bipolaire (BJT) pour le faire conduire dans la région de saturation. Cette résistance détermine la quantité de courant de saturation Ib (sat) circulant dans la jonction de base, et qui contrôle la quantité de courant de saturation Ic (sat) circulant dans les jonctions du collecteur et de l’émetteur. Pour la saturation dure, les ingénieurs utilisent généralement une valeur hFE de gain de courant continu de 10.

Un transistor NPN nécessite une tension positive à la jonction de base pour allumer et commander une charge (RL) telle qu’un relais basse tension avec une valeur de résistance connue. Dans ces types d’applications de commutation, nous exigeons qu’il se comporte comme un commutateur et se conduit complètement dans la région de saturation. Une bonne valeur de résistance de base est donc requise pour la conduction dans cette région, et cette valeur est différente pour différentes tensions de commutation d’entrée. Il y a deux calculateurs dans cette section de plusieurs pages de l’article, où le premier est pour quand la résistance de charge est connue, tandis que le second, est pour quand le courant de charge est connu.

Calculatrice 1: Calculez Rb Lorsque la résistance de charge est connue

Pour utiliser cette calculatrice, vous devrez connaître la tension de commutation d’entrée (Vi), la tension d’alimentation Vcc et la résistance de charge RL.

Calculatrice 2: Calculez Rb Lorsque le courant de charge est connu

Pour utiliser ce calculateur, vous devez connaître la tension de commutation d’entrée (Vi), la tension d’alimentation Vcc et le courant de charge iL.

Théorie du courant hFE et du collecteur

Dans la littérature sur les transistors, il existe deux types différents de paramètres de gain avec les trois mêmes lettres. Le petit boîtier « hfe » représente le gain de courant à petit signal ou le gain CA, et nous n’utilisons pas ce paramètre lorsque nous utilisons le transistor comme interrupteur. Le paramètre « hFE » représente le gain en courant continu, et c’est le paramètre à considérer. Lors de la sélection de la valeur hFE à des fins de commutation de transistor, nous choisissons toujours la cote minimale comme le pire des cas car nous voulons que le transistor conduise dans la région de saturation. Pour la saturation dure, les ingénieurs choisissent généralement une valeur de 10.

Rappelez-vous qu’un transistor bipolaire est un amplificateur de courant, car une petite quantité de courant « Ib » à travers la base contrôle une plus grande quantité de courant « Ic » traversant son collecteur. La taille de ce flux de courant dépend d’un facteur de gain appelé « hFE », également parfois appelé gain de courant continu, et bêta. Par conséquent, le courant traversant le collecteur est proportionnel au courant de base multiplié par le gain, comme le montre la formule ci-dessous.

Ic = Ib × hFE

Le paramètre hFE n’est cependant pas une constante, car un transistor peut avoir de nombreuses valeurs nominales pour différents courants de collecteur Ic. Les étudiants ont souvent du mal à visualiser la relation entre le courant hFE et le courant collecteur. Le graphique ci-dessus montre hFE sur l’axe des ordonnées et le courant collecteur sur l’axe des abscisses pour un transistor à usage général. Comme vous pouvez le voir, lorsque le courant du collecteur augmente, le hFE diminue.

Quand utiliser les transistors NPN et PNP

Il est important de noter que lorsque la tension de commutation à la jonction de base est positive, il est d’usage d’utiliser un transistor NPN. Cependant, lorsque la tension de commutation est 0-V ou négative, le transistor PNP est utilisé pour commuter la charge. Habituellement, un transistor à usage général tel que le PN2222 a une cote de collecteur maximale (Ic) de 600 Ma CC. Si votre charge nécessite plus de courant, il est de bon sens d’envisager des transistors avec un indice de circuit intégré plus élevé. Les ingénieurs ont tendance à utiliser des transistors Darlington dans les cas où des courants plus importants sont nécessaires pour entraîner des charges plus importantes telles que des relais et des moteurs.

Transistor NPN	Courant de collecteur maximum Ic
PN2222	600-Ma DC
2N2222	800-Ma DC
MPSA13 / MPSA14	500-Ma DC
2N3904 / 2N3903	200-Ma DC

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