12.1 : Transistor à jonction bipolaire

Les transistors à jonction bipolaire (BJT) sont des éléments essentiels des circuits électroniques, jouant un rôle crucial dans la fonctionnalité des amplificateurs, des mémoires et des microprocesseurs. Ces transistors peuvent être conçus comme NPN ou PNP en fonction de leurs modèles de dopage. Ils sont constitués de trois couches : l’émetteur, la base et le collecteur. La configuration de ces couches et leurs niveaux de dopage respectifs - avec des impuretés de type N ou de type P - définissent le type du transistor et ses caractéristiques opérationnelles.

La structure d'un BJT implique deux jonctions p-n, formant une configuration de type sandwich dans laquelle l'émetteur est fortement dopé pour injecter des porteurs dans la base, qui est modérément dopée et très fine. Cette conception garantit un transport efficace du transporteur à travers l’appareil. Le collecteur, légèrement dopé et plus large, récupère ces porteurs. Cette conception en couches et la stratégie de dopage sont cruciales pour la fonctionnalité du transistor, lui permettant d'amplifier ou de commuter efficacement les signaux électriques.

Le terme « bipolaire » fait référence à l'utilisation à la fois d'électrons et de trous comme porteurs de charge dans le fonctionnement de ces transistors, contrairement aux dispositifs unipolaires qui reposent uniquement sur un seul type de porteur de charge. Ce mécanisme à double porteuse améliore la flexibilité des BJT dans une large gamme d'applications électroniques.

Dans les circuits numériques, les BJT sont souvent utilisés comme interrupteurs pour activer ou désactiver le flux de courant. Leur capacité à amplifier les signaux dans les circuits analogiques en fait des amplificateurs inestimables. La direction du flux de courant dans un BJT, indiquée par une flèche sur le symbole du circuit, distingue en outre sa configuration NPN ou PNP, mettant en évidence la condition de polarisation directe nécessaire à son fonctionnement. Le transistor à jonction bipolaire continue d'être un composant essentiel de l'électronique moderne, avec ses applications allant de l'amplification du signal à la commutation numérique.