Un transistor est un appareil utilisé pour réguler le courant et la tension dans un circuit. Il agit comme un interrupteur ou une porte pour les signaux électroniques. Un transistor se compose de trois couches de matériau semi-conducteur comme le silicium ou le germanium à partir de trois terminaux. Lorsqu'un courant ou une tension est appliqué à une paire de bornes de transistor, il contrôle le courant à travers l'autre paire de bornes. Un transistor est une unité de base dans un circuit intégré.
Transistor NPN
À Transistor à jonction bipolaire (BJT) est un type de transistor qui utilise un porteur de charge électronique et trou tandis que le transistor à effet de champ (FET) n'utilise qu'un seul type de porteur de charge. BJT utilise deux jonctions formées entre les semi-conducteurs de type p et de type n pour son fonctionnement. Ceux-ci sont disponibles en Types NPN et PNP . Les BJT sont utilisés comme amplificateurs et commutateurs dans les circuits électroniques.
Transistors NPN et PNP
Qu'est-ce qu'un transistor d'avalanche?
Une Le transistor d'avalanche est un transistor à jonction bipolaire . Cela fonctionne dans la région de ses caractéristiques de courant de collecteur ou de tension collecteur à émetteur au-delà de la tension de claquage collecteur-émetteur, appelée région de claquage en avalanche. Cette région est caractérisée par le phénomène de rupture par avalanche.
Panne d'avalanche
Lorsqu'un semi-conducteur de type p et de type n entre en contact, une région d'appauvrissement est formée autour de la jonction p-n. La largeur de la région d'appauvrissement diminue avec l'augmentation de la tension de polarisation de transmission, tandis que la région d'appauvrissement augmente en condition de polarisation inverse. La figure ci-dessous montre les caractéristiques I-V d'un jonction p-n en polarisation de transmission et condition de polarisation inverse .
Panne d'avalanche
Ici, la figure démontre que le courant traversant le semi-conducteur augmente avec une augmentation du niveau de tension dans la polarisation de transmission. En outre, il y a un certain courant minimum circulant à travers la jonction p-n sous polarisation inverse. Ce courant est appelé courant de saturation inverse (Is).
Au stade initial, le courant de saturation inverse Is est indépendant de la tension appliquée, mais en atteignant un point particulier, la jonction se rompt, entraînant un flux important de courant inverse à travers le dispositif. En effet, à mesure que la tension inverse augmente, l'énergie cinétique du porteur de charge minoritaire augmente également. Ces électrons se déplaçant rapidement entrent en collision avec les autres atomes pour en chasser davantage d'électrons.
Les électrons ainsi libérés libèrent en outre beaucoup plus d'électrons des atomes en rompant la liaison covalente. Ce processus est connu sous le nom de multiplication des porteurs et cela conduit à une augmentation considérable du flux de courant à travers la jonction p-n. Ce phénomène est appelé panne d'avalanche et la tension est appelée tension de panne d'avalanche (VBR).
Une panne d'avalanche se produit dans la jonction p-n légèrement dopée lorsque la tension inverse augmente au-delà de 5V. En outre, il est difficile de contrôler ce phénomène car le nombre de porteurs de charge générés ne peut pas être directement contrôlé. De plus, la tension de claquage en avalanche a un coefficient de température positif, ce qui signifie que la tension de claquage en avalanche augmente avec l'augmentation de la température de jonction.
Générateur d'impulsions de transistor d'avalanche
Le générateur d'impulsions est capable de générer une impulsion d'un temps de montée d'environ 300 ps. Par conséquent, il est très utile pour mesurer la bande passante et également utilisé dans les projets qui nécessitent une impulsion avec un temps de montée rapide. Un générateur d'impulsions peut être utilisé pour calculer la bande passante d'un oscilloscope. Un avantage du générateur d'impulsions à transistor à avalanche est qu'il s'agit d'un moyen beaucoup moins coûteux que d'utiliser la méthode 3D qui nécessite un générateur de fonctions haute fréquence.
Générateur d'impulsions de transistor d'avalanche
Le circuit ci-dessus est un schéma du générateur d'impulsions de transistor à avalanche. Il s'agit d'un circuit sensible et haute fréquence avec puce LT1073 et transistor 2N2369. Ce circuit utilise la propriété de claquage du transistor.
Jetons normaux comme Puce de 555 heures ou les portes logiques ne peuvent pas produire d'impulsions avec un temps de montée rapide. Mais un transistor à avalanche aide à produire de telles impulsions. Un transistor à avalanche a besoin d'un convertisseur 90V qui est pris en charge par les circuits LT1073. Le 90V est alimenté à la résistance 1M reliant le transistor 2N2369.
Le transistor est connecté à une résistance de 10K, de sorte que 90V ne peut pas le traverser directement. Le courant est ensuite stocké dans le condensateur 2pf. Le transistor a une tension de claquage de 40V alors qu'il est alimenté en 90V DC. Par conséquent, le transistor tombera en panne et le courant du condensateur se déchargera dans la base-collecteur. Cela crée une impulsion avec un temps de montée très rapide. Cela ne dure pas longtemps. Le transistor récupère très rapidement et devient non conducteur. Le condensateur se charge à nouveau et le cycle se répète.
Multivibrateur monostable
À multivibrateur monostable a un état stable et un état quasi-stable. Lorsqu'un déclencheur externe est appliqué au circuit, le multivibrateur passe d'un état stable à un quasi-état. Après un certain temps, il reviendra automatiquement à un état stable sans aucun déclencheur externe. La période de temps nécessaire pour revenir à l'état stable dépend des éléments passifs tels que les résistances et les condensateurs utilisés dans le circuit.
Multivibrateur monostable
Fonctionnement du circuit
Lorsqu'il n'y a pas de déclenchement externe au circuit, un transistor Q2 sera à l'état de saturation et l'autre transistor Q1 sera à l'état de coupure. Q1 est mis à un potentiel négatif jusqu'à ce que le déclencheur externe fonctionne. Une fois que le déclencheur externe à l'entrée est alimenté, Q1 s'allumera et lorsque Q1 atteindra la saturation, le condensateur qui est connecté au collecteur de Q1 et à la base de Q2 fera désactiver le transistor Q2. C'est un état du transistor Q2 bloqué que l'on appelle astable ou quasi-état.
Lorsque le condensateur se charge à partir de Vcc, le Q2 se rallume et automatiquement Q1 s'éteint. Ainsi, le temps pris par le condensateur pour charger à travers la résistance est directement proportionnel à l'état stable du multivibrateur lorsqu'un déclencheur externe est appliqué.
Caractéristiques du transistor d'avalanche
Le transistor d'avalanche a des caractéristiques de claquage lorsqu'il est utilisé en polarisation inverse, ce qui aide à la commutation entre les circuits.
Applications du transistor d'avalanche
- Le transistor d'avalanche est utilisé comme interrupteur, amplificateur linéaire dans les circuits électroniques.
- L'application principale des transistors à avalanche est de générer des impulsions avec des temps de montée très rapides, qui sont utilisées pour générer l'impulsion d'échantillonnage dans un oscilloscope d'échantillonnage commercial.
- Une possibilité intéressante est une application en tant que amplificateur de classe C . Cela implique de commuter le fonctionnement d'un transistor à avalanche et devrait utiliser toute la plage de tension du collecteur plutôt qu'une petite partie de celle-ci.
Il s'agit donc des caractéristiques du transistor Avalanche et de ses applications. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ce concept. De plus, tout doute sur ce concept ou sur la mise en œuvre projets électroniques s'il vous plaît, donnez vos précieuses suggestions en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, Qu'est-ce qu'un transistor d'avalanche?
