Vidéo question :: Rappel du gain de courant d’un transistor en configuration de base commune Physique

Transcription de la vidéo

Pour les transistors connectés dans une configuration de base commune, laquelle des affirmations suivantes est vraie ? (A) Le gain de courant disparaît. (B) Le gain de courant est supérieur à un. (C) Le gain de courant est inférieur à un mais ne disparaît pas. Et (D) il n’y a pas assez d’informations pour déterminer la réponse.

En regardant ces réponses, il semble que cette question nous interroge sur le gain de courant des transistors connectés en configuration de base commune.

Dessinons un schéma d’un transistor dans la configuration de base commune. Cela ressemblerait à quelque chose comme ça. Pour un transistor npn dans une telle configuration, lorsque l’on pense au courant conventionnel, on sait que le sens du courant conventionnel est vers le semi-conducteur dopé de type n à polarisation directe à gauche, ce qui signifie que c’est le collecteur, que l’on désigne avec la lettre C dans ce transistor. Le semi-conducteur de type p le plus au centre doit alors être la base, indiqué par la lettre B. Et le sens du courant conventionnel est vers la sortie du semi-conducteur de type n le plus à droite, ce qui signifie que ce doit être l’émetteur, que l’on désigne avec la lettre E.

On connait maintenant le sens du courant à travers toutes les parties du circuit. La raison pour laquelle cette configuration est appelée base commune, ou CB, est que la base, qui dans ce cas est le semi-conducteur de type p, est connectée en tant que borne commune à la fois en entrée et en sortie. Il faut être prudents lorsque l’on emploie ces termes. Ici, « entrée » ne signifie pas le collecteur, là où la charge électrique entre dans le transistor ; et « sortie » ne fait pas référence à l’émetteur, là où la charge électrique sort. Au lieu de cela, lorsque l’on parle d’entrée et de sortie, on parle de la façon dont ce transistor est connecté à un circuit.

Lors de la connexion de ce transistor à un circuit pour une configuration de base commune, on connecte l’émetteur en entrée, ce qui signifie qu’un signal d’entrée sera de ce côté. Et le collecteur sera relié en tant que sortie, ce qui signifie qu’un signal sera émis de ce côté. La base, quant à elle, est reliée à la fois comme entrée et sortie ou mise à la masse.

Tout cela signifie que le courant d’entrée du transistor sera 𝐼 indice E, le courant de l’émetteur, et le courant de sortie sera 𝐼 indice C, le courant de collecteur. La raison pour laquelle on parle d’entrée et de sortie ici est que le gain de courant est calculé comme une proportion entre les courants d’entrée et de sortie. Plus précisément, il s’agit de la proportion entre le courant de sortie et le courant d’entrée. Et puisque l’on connait déjà nos courants d’entrée et de sortie comme étant 𝐼 indice E et 𝐼 indice C, on peut alors les insérer dans cette équation.

Maintenant que l’on a cela, il suffit de déterminer les valeurs relatives entre 𝐼 indice C et 𝐼 indice E, puisque l’on ne nous a pas donné de valeurs spécifiques. Rappelons comment les courants dans les trois parties d’un transistor sont liés. Le courant émetteur est égal à la somme du courant de collecteur et du courant de base. Puisque l’on sait que le courant qui conduit à la base, 𝐼 indice B, est une valeur non nulle, cela signifie que le courant de collecteur est plus petit que le courant d’émetteur. En appliquant cela à l’équation de gain de courant, si le courant de collecteur est inférieur au courant d’émetteur, cela signifie que le gain de courant devrait être un nombre inférieur à un. Et en fait, cette proportion spécifique pour le gain de courant dans les circuits CB a son propre caractère, un symbole 𝛼. Cette proportion est constante pour un transistor donné.

Donc, sachant tout cela, il semble que le choix de réponse (C), le gain de courant est inférieur à un mais ne disparaisse pas, est correct. Lorsque les options de réponse se réfèrent à la disparition de courant, cela signifie que le gain de courant est si petit que l’on peut soit l’ignorer soit qu’il est nul. Tant que le transistor est correctement réglé, on ne doit pas s’attendre à ce que le gain de courant disparaisse, car le courant du collecteur sera plus petit que le courant de l’émetteur mais n’atteindra pas zéro. Et comme le courant d’émetteur ne peut pas être supérieur au courant de collecteur, le gain de courant ne peut pas être supérieur à un. Cela signifie que la bonne réponse à « Laquelle des affirmations suivantes est vraie ? » est le choix de réponse (C).