Utiliser les transistors comme interrupteurs : un guide simple pour comprendre leur fonctionnement, leurs applications en thermique et leur rôle crucial en électronique.
Comment utiliser les transistors comme interrupteurs ?
Les transistors sont des composants électroniques polyvalents employés dans diverses applications, notamment comme interrupteurs. Dans cette fonctionnalité, ils agissent pour ouvrir ou fermer un circuit électrique, contrôlant ainsi le flux de courant. Comprendre comment utiliser les transistors comme interrupteurs est essentiel pour quiconque s’intéresse à l’ingénierie thermique et à l’électronique.
Types de transistors
- Transistor bipolaire à jonction (BJT) : Ce type de transistor utilise une petite quantité de courant pour contrôler une quantité de courant plus grande. Il est constitué de trois couches de matériaux semi-conducteurs. Il existe deux types de BJTs : NPN et PNP.
- Transistor à effet de champ (FET) : Ce transistor utilise un champ électrique pour contrôler le flux de courant. Les types courants de FET incluent le transistor à effet de champ à jonction (JFET) et le transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET).
Fonctionnement du transistor comme interrupteur
Pour utiliser un transistor comme interrupteur, on applique une tension ou un courant sur l’une des broches du transistor, ce qui change l’état du transistor. Voici comment cela fonctionne pour les deux types principaux de transistors :
Utilisation d’un BJT comme interrupteur
- Région de coupure (OFF) : Si le courant de base (IB) est nul ou insuffisant, le transistor est dans la région de coupure. Le courant de collecteur (IC) est presque nul, et le transistor agit comme un interrupteur ouvert.
- Région de saturation (ON) : Si le courant de base augmente et dépasse un certain seuil, le transistor entre dans la région de saturation. Dans cette condition, le courant de collecteur passe presque sans résistance, et le transistor agit comme un interrupteur fermé.
Utilisation d’un MOSFET comme interrupteur
- Région de coupure (OFF) : Lorsque la tension de grille-source (VGS) est inférieure au seuil de tension (Vth), aucun courant ne circule du drain à la source, et le MOSFET agit comme un interrupteur ouvert.
- Région de conduction (ON) : Quand la tension de grille-source dépasse le seuil, le MOSFET entre en conduction, permettant au courant de circuler librement entre le drain et la source. Dans cette région, le MOSFET fonctionne comme un interrupteur fermé.
Applications courantes
- Commutation des charges : Les transistors peuvent contrôler des charges comme des LED, des moteurs ou d’autres composants électroniques.
- Amplification de signal : Bien que ce ne soit pas strictement une application comme interrupteur, les transistors sont aussi utilisés pour amplifier les signaux dans les circuits électroniques.
- Circuits logiques : Les transistors sont les éléments de base des circuits logiques utilisés dans les ordinateurs et autres appareils numériques.
En conclusion, les transistors jouent un rôle crucial dans la modernisation des appareils électroniques en facilitant leur miniaturisation et en augmentant leur efficacité. Savoir comment utiliser les transistors comme interrupteurs est une compétence fondamentale pour tout ingénieur ou amateur d’électronique.
