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Cours d’Électronique :Les transistors
A. ArciniegasN. Wilkie-Chancellier
A. Bouzzit
IUT Cergy-Pontoise, Dep GEII, site de Neuville
cbea
(CYU) Électronique - S1 1 / 19
Plan du cours
1 Généralités
2 Transistor bipolaire BJT
3 Transistor MOSFET
(CYU) Électronique - S1 2 / 19
Généralités
Généralités
(CYU) Électronique - S1 3 / 19
Généralités (1/2)
Transistor = transfer resistor
Deux modes d’utilisation des transistors :
Analogique
Briques de base des circuits intégrés analogiques (dont l’amplificateur opérationnel)ou des amplificateurs à composants discrets :
générateur et miroir de courantamplificateurs différentielsamplificateurs en courant ou en tension
Fonctions du traitement analogique du signal :
linéaires : addition, soustraction et multiplication...non-linéaires : conversion exponentielle, logarithmique...
« Tout ou rien » ou commutation
Circuits intégrés numériques, circuits de commande divers.
Alimentation à découpage, onduleurs.
Amplification numérique.
(CYU) Électronique - S1 4 / 19
Généralités (1/2)
Transistor = transfer resistor
Deux modes d’utilisation des transistors :
Analogique
Briques de base des circuits intégrés analogiques (dont l’amplificateur opérationnel)ou des amplificateurs à composants discrets :
générateur et miroir de courantamplificateurs différentielsamplificateurs en courant ou en tension
Fonctions du traitement analogique du signal :
linéaires : addition, soustraction et multiplication...non-linéaires : conversion exponentielle, logarithmique...
« Tout ou rien » ou commutation
Circuits intégrés numériques, circuits de commande divers.
Alimentation à découpage, onduleurs.
Amplification numérique.
(CYU) Électronique - S1 4 / 19
Généralités (1/2)
Transistor = transfer resistor
Deux modes d’utilisation des transistors :
Analogique
Briques de base des circuits intégrés analogiques (dont l’amplificateur opérationnel)ou des amplificateurs à composants discrets :
générateur et miroir de courantamplificateurs différentielsamplificateurs en courant ou en tension
Fonctions du traitement analogique du signal :
linéaires : addition, soustraction et multiplication...non-linéaires : conversion exponentielle, logarithmique...
« Tout ou rien » ou commutation
Circuits intégrés numériques, circuits de commande divers.
Alimentation à découpage, onduleurs.
Amplification numérique.
(CYU) Électronique - S1 4 / 19
Généralités (1/2)
Transistor = transfer resistor
Deux modes d’utilisation des transistors :
Analogique
Briques de base des circuits intégrés analogiques (dont l’amplificateur opérationnel)ou des amplificateurs à composants discrets :
générateur et miroir de courantamplificateurs différentielsamplificateurs en courant ou en tension
Fonctions du traitement analogique du signal :
linéaires : addition, soustraction et multiplication...non-linéaires : conversion exponentielle, logarithmique...
« Tout ou rien » ou commutation
Circuits intégrés numériques, circuits de commande divers.
Alimentation à découpage, onduleurs.
Amplification numérique.
(CYU) Électronique - S1 4 / 19
Généralités (1/2)
Transistor = transfer resistor
Deux modes d’utilisation des transistors :
Analogique
Briques de base des circuits intégrés analogiques (dont l’amplificateur opérationnel)ou des amplificateurs à composants discrets :
générateur et miroir de courantamplificateurs différentielsamplificateurs en courant ou en tension
Fonctions du traitement analogique du signal :
linéaires : addition, soustraction et multiplication...non-linéaires : conversion exponentielle, logarithmique...
« Tout ou rien » ou commutation
Circuits intégrés numériques, circuits de commande divers.
Alimentation à découpage, onduleurs.
Amplification numérique.
(CYU) Électronique - S1 4 / 19
Généralités (1/2)
Transistor = transfer resistor
Deux modes d’utilisation des transistors :
Analogique
Briques de base des circuits intégrés analogiques (dont l’amplificateur opérationnel)ou des amplificateurs à composants discrets :
générateur et miroir de courantamplificateurs différentielsamplificateurs en courant ou en tension
Fonctions du traitement analogique du signal :
linéaires : addition, soustraction et multiplication...non-linéaires : conversion exponentielle, logarithmique...
« Tout ou rien » ou commutation
Circuits intégrés numériques, circuits de commande divers.
Alimentation à découpage, onduleurs.
Amplification numérique.
(CYU) Électronique - S1 4 / 19
Généralités (1/2)
Transistor = transfer resistor
Deux modes d’utilisation des transistors :
Analogique
Briques de base des circuits intégrés analogiques (dont l’amplificateur opérationnel)ou des amplificateurs à composants discrets :
générateur et miroir de courantamplificateurs différentielsamplificateurs en courant ou en tension
Fonctions du traitement analogique du signal :
linéaires : addition, soustraction et multiplication...non-linéaires : conversion exponentielle, logarithmique...
« Tout ou rien » ou commutation
Circuits intégrés numériques, circuits de commande divers.
Alimentation à découpage, onduleurs.
Amplification numérique.
(CYU) Électronique - S1 4 / 19
Généralités (2/2)
Deux grandes familles :
Transistor bipolaire (BJT)Transistor à effet de champ (dont le MOSFET)
(CYU) Électronique - S1 5 / 19
Généralités (2/2)
Deux grandes familles :Transistor bipolaire (BJT)
Transistor à effet de champ (dont le MOSFET)
(CYU) Électronique - S1 5 / 19
Généralités (2/2)
Deux grandes familles :Transistor bipolaire (BJT)Transistor à effet de champ (dont le MOSFET)
(CYU) Électronique - S1 5 / 19
Transistor bipolaire BJT
Transistor bipolaire BJT
(CYU) Électronique - S1 6 / 19
Généralités et modèle physique (1/2)
BJT : Bipolar Junction Transistor
Deux types :PNPNPN
Structure d’un transistor NPN (d’après A. Malvino).
Trois zones dopées :émetteurbase (faiblement)collecteur
(CYU) Électronique - S1 7 / 19
Généralités et modèle physique (1/2)
BJT : Bipolar Junction Transistor
Deux types :PNPNPN
Structure d’un transistor NPN (d’après A. Malvino).
Trois zones dopées :émetteurbase (faiblement)collecteur
(CYU) Électronique - S1 7 / 19
Généralités et modèle physique (1/2)
BJT : Bipolar Junction Transistor
Deux types :PNPNPN
Structure d’un transistor NPN (d’après A. Malvino).
Trois zones dopées :émetteurbase (faiblement)collecteur
(CYU) Électronique - S1 7 / 19
Généralités et modèle physique (1/2)
BJT : Bipolar Junction Transistor
Deux types :PNPNPN
Structure d’un transistor NPN (d’après A. Malvino).
Trois zones dopées :émetteurbase (faiblement)collecteur
(CYU) Électronique - S1 7 / 19
Généralités et modèle physique (2/2)
Régions du transistor avantdiffusion
(d’après A. Malvino).
Régions du transistor aprèsdiffusion
(d’après A. Malvino).
Modèle équivalent(d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 8 / 19
Généralités et modèle physique (2/2)
Régions du transistor avantdiffusion
(d’après A. Malvino).
Régions du transistor aprèsdiffusion
(d’après A. Malvino).
Modèle équivalent(d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 8 / 19
Généralités et modèle physique (2/2)
Régions du transistor avantdiffusion
(d’après A. Malvino).
Régions du transistor aprèsdiffusion
(d’après A. Malvino).
Modèle équivalent(d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 8 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
Rôles :Émetteur : injecter ses électrons libres dans la base.
Base : transmettre les électrons injectés par l’émetteur au collecteur.
Collecteur : collecter la plus grande partie des électrons de la base.
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
À l’instant où la polarisation directe est appliquée sur la diode émetteur, les électrons nesont pas encore entrés dans la base.
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
Si VBB > VBE , les électrons de l’émetteur passent dans la base (courant IE ).
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
Si VBB > VBE , les électrons de l’émetteur passent dans la base (courant IE ).
Seul un petit nombre d’électrons libres se recombinent avec des trous dans la base.
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
Si VBB > VBE , les électrons de l’émetteur passent dans la base (courant IE ).
Seul un petit nombre d’électrons libres se recombinent avec des trous dans la base.
Un courant IB circule à travers RB car la diode émetteur est passante.
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
Presque tous les électrons de l’émetteur vont dans le collecteur.
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
Presque tous les électrons de l’émetteur vont dans le collecteur.
Une fois arrivés, ils ressentent l’attraction de la tension VCC .
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
Presque tous les électrons de l’émetteur vont dans le collecteur.
Une fois arrivés, ils ressentent l’attraction de la tension VCC .
Ils traversent le collecteur et la résistance RC pour atteindre le pôle positif del’alimentation VCC (courant IC ).
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Transistor polarisé
Transistor polarisé(d’après A. Malvino).
L’émetteur injecte desélectrons libres dans la
base (d’après A. Malvino).
Les électrons libres de labase vont dans le
collecteur. (d’après A.Malvino).
RésuméPolarisation directe de la diode émetteur :
Circulation des courants IE et IB .
Traversée des électrons de l’émetteur vers le collecteur en raison de la minceur etfaible dopage de la base → circulation du courant IC .
(CYU) Électronique - S1 9 / 19
Courants du transistor
BIB
C
IC
IE
E
Symbole graphique du transistor NPN.
En appliquant la loi de Kirchhoff à la jonction :
IE = IB + IC
Relations entre courants
IC ≈ IE → α =ICIE
≈ 1
IB IC → β =ICIB
, 100 < β < 300
β est le gain en courant
(CYU) Électronique - S1 10 / 19
Courants du transistor
BIB
C
IC
IE
E
Symbole graphique du transistor NPN.
En appliquant la loi de Kirchhoff à la jonction :
IE = IB + IC
Relations entre courants
IC ≈ IE → α =ICIE
≈ 1
IB IC → β =ICIB
, 100 < β < 300
β est le gain en courant
(CYU) Électronique - S1 10 / 19
Courants du transistor
BIB
C
IC
IE
E
Symbole graphique du transistor NPN.
En appliquant la loi de Kirchhoff à la jonction :
IE = IB + IC
Relations entre courants
IC ≈ IE → α =ICIE
≈ 1
IB IC → β =ICIB
, 100 < β < 300
β est le gain en courant
(CYU) Électronique - S1 10 / 19
Courants du transistor
BIB
C
IC
IE
E
Symbole graphique du transistor NPN.
En appliquant la loi de Kirchhoff à la jonction :
IE = IB + IC
Relations entre courants
IC ≈ IE → α =ICIE
≈ 1
IB IC → β =ICIB
, 100 < β < 300
β est le gain en courant
(CYU) Électronique - S1 10 / 19
Courants du transistor
BIB
C
IC
IE
E
Symbole graphique du transistor NPN.
En appliquant la loi de Kirchhoff à la jonction :
IE = IB + IC
Relations entre courants
IC ≈ IE → α =ICIE
≈ 1
IB IC → β =ICIB
, 100 < β < 300
β est le gain en courant
(CYU) Électronique - S1 10 / 19
Caractéristiques
Caractéristique de la base(d’après A. Malvino)
Caractéristique du collecteur(d’après A. Malvino)
Le transistor BJT est un composant non-linéaire.
(CYU) Électronique - S1 11 / 19
Zones et modes de fonctionnement
2 jonctions → 4 modes de fonctionnement :
Mode Jonction BE Jonction BC Comportement
Amplificateur Passante Bloquée Amplificateur de courant quasi-linéaire
Amplificateur dégradé Bloquée Passante Amplificateur de courant quasi-linéaire,mode inversé et aux caractéristiques dé-gradées
Bloqué Bloquée Bloquée Interrupteur ouvert
Saturé Passante Passante Interrupteur fermé
(CYU) Électronique - S1 12 / 19
Modèle électrique en mode amplificateur de courant
IB
D
β · IB
VBE VCE
(CYU) Électronique - S1 13 / 19
Transistor MOSFET
Transistor MOSFET
(CYU) Électronique - S1 14 / 19
Généralités et modèle physique
MOSFET : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
Deux types :Canal P
Canal N
Deux "modes" de fabrication :D-MOSFET ou à appauvrissement (applications en amplification RF)
E-MOSFET ou à enrichissement (applications en commutation numérique)
Structure d’un MOSFET àappauvrissement (d’après A. Malvino).
Structure d’un MOSFET à enrichissement(d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 15 / 19
Généralités et modèle physique
MOSFET : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
Deux types :Canal P
Canal N
Deux "modes" de fabrication :D-MOSFET ou à appauvrissement (applications en amplification RF)
E-MOSFET ou à enrichissement (applications en commutation numérique)
Structure d’un MOSFET àappauvrissement (d’après A. Malvino).
Structure d’un MOSFET à enrichissement(d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 15 / 19
Généralités et modèle physique
MOSFET : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
Deux types :Canal P
Canal N
Deux "modes" de fabrication :D-MOSFET ou à appauvrissement (applications en amplification RF)
E-MOSFET ou à enrichissement (applications en commutation numérique)
Structure d’un MOSFET àappauvrissement (d’après A. Malvino).
Structure d’un MOSFET à enrichissement(d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 15 / 19
Généralités et modèle physique
MOSFET : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
Deux types :Canal P
Canal N
Deux "modes" de fabrication :D-MOSFET ou à appauvrissement (applications en amplification RF)
E-MOSFET ou à enrichissement (applications en commutation numérique)
Structure d’un MOSFET àappauvrissement (d’après A. Malvino).
Structure d’un MOSFET à enrichissement(d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 15 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
ID > 0 si VGS > 0
Attraction des électrons libres dansla région P vers la grille.
Recombinaison des électrons libresavec les trous au voisinage du SiO2.
Si VGS 0, les trous près du SiO2sont comblés.
Enfin, attraction des électronsprésents dans les régions n+ →création du canal.
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
ID > 0 si VGS > 0
Attraction des électrons libres dansla région P vers la grille.
Recombinaison des électrons libresavec les trous au voisinage du SiO2.
Si VGS 0, les trous près du SiO2sont comblés.
Enfin, attraction des électronsprésents dans les régions n+ →création du canal.
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
ID > 0 si VGS > 0
Attraction des électrons libres dansla région P vers la grille.
Recombinaison des électrons libresavec les trous au voisinage du SiO2.
Si VGS 0, les trous près du SiO2sont comblés.
Enfin, attraction des électronsprésents dans les régions n+ →création du canal.
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
ID > 0 si VGS > 0
Attraction des électrons libres dansla région P vers la grille.
Recombinaison des électrons libresavec les trous au voisinage du SiO2.
Si VGS 0, les trous près du SiO2sont comblés.
Enfin, attraction des électronsprésents dans les régions n+ →création du canal.
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
ID > 0 si VGS > 0
Attraction des électrons libres dansla région P vers la grille.
Recombinaison des électrons libresavec les trous au voisinage du SiO2.
Si VGS 0, les trous près du SiO2sont comblés.
Enfin, attraction des électronsprésents dans les régions n+ →création du canal.
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
E-MOSFET
Concept fondamental : Quand la tension grille est nulle, le courant drain est nul ; pourcette raison, un E-MOSFET est normalement « off » (off : non conducteur).
Transistors BJT et MOSFET
Paramètres BJT MOSFET
Entrée VBE , IB VGS , IG = 0
Sortie VCE , IC VDS , ID
Principe
Polarisation d’un MOSFET àenrichissement (d’après A. Malvino).
En conclusion, si VGS est supérieure àune tension de seuil VGS(th), le canal estcrée et l’E-MOSFET est « on » (on : con-ducteur)
(CYU) Électronique - S1 16 / 19
Symbole électrique et courbes du courant drain
GIG
D
ID
IS
S
Symbole graphiquedu transistor
E-MOSFET à canal N.Courbes caractéristiques de l’E-MOSFET (d’après A. Malvino).
(CYU) Électronique - S1 17 / 19
Symbole électrique et courbes du courant drain
GIG
D
ID
IS
S
Symbole graphiquedu transistor
E-MOSFET à canal N.Courbes caractéristiques de l’E-MOSFET (d’après A. Malvino).
VGS < VGS(th) : transistor bloqué, ID = 0.
VGS ≥ VGS(th) : transistor passant, ID > 0.
(CYU) Électronique - S1 17 / 19
Symbole électrique et courbes du courant drain
GIG
D
ID
IS
S
Symbole graphiquedu transistor
E-MOSFET à canal N.Courbes caractéristiques de l’E-MOSFET (d’après A. Malvino).
VGS < VGS(th) : transistor bloqué, ID = 0.
VGS ≥ VGS(th) : transistor passant, ID > 0.
Le transistor MOSFET est un composant non-linéaire.
(CYU) Électronique - S1 17 / 19
Symbole électrique et courbes du courant drain
GIG
D
ID
IS
S
Symbole graphiquedu transistor
E-MOSFET à canal N.Courbes caractéristiques de l’E-MOSFET (d’après A. Malvino).
Remarques sur la zone passanteDans la région ohmique, le transistor est équivalent à une résistance RDS(on) (donnée constructeur),
RDS(on) =VDS(on)ID(on)
0 ≤ VDS ≤ VGS − VGS(th)
ID < Kn(VGS − VGS(th))2, avec Kn le paramètre de transconductance liée à la fabrication.
Dans la région active ou de saturation,
VDS ≥ VGS − VGS(th)
ID = Kn(VGS − VGS(th))2
(CYU) Électronique - S1 17 / 19
Symbole électrique et courbes du courant drain
GIG
D
ID
IS
S
Symbole graphiquedu transistor
E-MOSFET à canal N.Courbes caractéristiques de l’E-MOSFET (d’après A. Malvino).
Remarques sur la zone passanteDans la région ohmique, le transistor est équivalent à une résistance RDS(on) (donnée constructeur),
RDS(on) =VDS(on)ID(on)
0 ≤ VDS ≤ VGS − VGS(th)
ID < Kn(VGS − VGS(th))2, avec Kn le paramètre de transconductance liée à la fabrication.
Dans la région active ou de saturation,
VDS ≥ VGS − VGS(th)
ID = Kn(VGS − VGS(th))2
(CYU) Électronique - S1 17 / 19
Commutation (1/2)
Définitions
Commutation : Passage brusque, pour un élément actif, de l’état bloqué à l’étatsaturé, ou inversement.
Électronique de commutation : applications en électro-technique et électroniquenumérique.
Exemple : Commutation avec une charge résistiveUtilisation d’un MOSFET de puissance pour alimenter une charge de 22 Ω :
R
5 V
VE
VS
VCC = 5 V
0 ≤ VE ≤ 5 V
VGS(th) = 2 V
Pour VE = 0 V, nous remplaçons le MOSFET par son schémaéquivalent bloqué car VE < VGS(th).
Loi de mailles à la sortie : VS = VDS = VCC car ID = 0.
Pour VE = 5 V, VGS > VGS(th), donc le transistor est passant,ID 6= 0 et VS ≈ 0 à condition que R RDS (si zone ohmique).
(CYU) Électronique - S1 18 / 19
Commutation (1/2)
Définitions
Commutation : Passage brusque, pour un élément actif, de l’état bloqué à l’étatsaturé, ou inversement.
Électronique de commutation : applications en électro-technique et électroniquenumérique.
Exemple : Commutation avec une charge résistiveUtilisation d’un MOSFET de puissance pour alimenter une charge de 22 Ω :
R
5 V
VE
VS
VCC = 5 V
0 ≤ VE ≤ 5 V
VGS(th) = 2 V
Pour VE = 0 V, nous remplaçons le MOSFET par son schémaéquivalent bloqué car VE < VGS(th).
Loi de mailles à la sortie : VS = VDS = VCC car ID = 0.
Pour VE = 5 V, VGS > VGS(th), donc le transistor est passant,ID 6= 0 et VS ≈ 0 à condition que R RDS (si zone ohmique).
(CYU) Électronique - S1 18 / 19
Commutation (1/2)
Définitions
Commutation : Passage brusque, pour un élément actif, de l’état bloqué à l’étatsaturé, ou inversement.
Électronique de commutation : applications en électro-technique et électroniquenumérique.
Exemple : Commutation avec une charge résistiveUtilisation d’un MOSFET de puissance pour alimenter une charge de 22 Ω :
R
5 V
VE
VS
VCC = 5 V
0 ≤ VE ≤ 5 V
VGS(th) = 2 V
Pour VE = 0 V, nous remplaçons le MOSFET par son schémaéquivalent bloqué car VE < VGS(th).
Loi de mailles à la sortie : VS = VDS = VCC car ID = 0.
Pour VE = 5 V, VGS > VGS(th), donc le transistor est passant,ID 6= 0 et VS ≈ 0 à condition que R RDS (si zone ohmique).
(CYU) Électronique - S1 18 / 19
Commutation (1/2)
Définitions
Commutation : Passage brusque, pour un élément actif, de l’état bloqué à l’étatsaturé, ou inversement.
Électronique de commutation : applications en électro-technique et électroniquenumérique.
Exemple : Commutation avec une charge résistiveUtilisation d’un MOSFET de puissance pour alimenter une charge de 22 Ω :
R
5 V
VE
VS
VCC = 5 V
0 ≤ VE ≤ 5 V
VGS(th) = 2 V
Pour VE = 0 V, nous remplaçons le MOSFET par son schémaéquivalent bloqué car VE < VGS(th).
Loi de mailles à la sortie : VS = VDS = VCC car ID = 0.
Pour VE = 5 V, VGS > VGS(th), donc le transistor est passant,ID 6= 0 et VS ≈ 0 à condition que R RDS (si zone ohmique).
(CYU) Électronique - S1 18 / 19
Commutation (1/2)
Définitions
Commutation : Passage brusque, pour un élément actif, de l’état bloqué à l’étatsaturé, ou inversement.
Électronique de commutation : applications en électro-technique et électroniquenumérique.
Exemple : Commutation avec une charge résistiveUtilisation d’un MOSFET de puissance pour alimenter une charge de 22 Ω :
R
5 V
VE
VS
VCC = 5 V
0 ≤ VE ≤ 5 V
VGS(th) = 2 V
Pour VE = 0 V, nous remplaçons le MOSFET par son schémaéquivalent bloqué car VE < VGS(th).
Loi de mailles à la sortie : VS = VDS = VCC car ID = 0.
Pour VE = 5 V, VGS > VGS(th), donc le transistor est passant,ID 6= 0 et VS ≈ 0 à condition que R RDS (si zone ohmique).
(CYU) Électronique - S1 18 / 19
Commutation (1/2)
Définitions
Commutation : Passage brusque, pour un élément actif, de l’état bloqué à l’étatsaturé, ou inversement.
Électronique de commutation : applications en électro-technique et électroniquenumérique.
Exemple : Commutation avec une charge résistiveUtilisation d’un MOSFET de puissance pour alimenter une charge de 22 Ω :
R
5 V
VE
VS
VCC = 5 V
0 ≤ VE ≤ 5 V
VGS(th) = 2 V
Pour VE = 0 V, nous remplaçons le MOSFET par son schémaéquivalent bloqué car VE < VGS(th).
Loi de mailles à la sortie : VS = VDS = VCC car ID = 0.
Pour VE = 5 V, VGS > VGS(th), donc le transistor est passant,ID 6= 0 et VS ≈ 0 à condition que R RDS (si zone ohmique).
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Commutation (2/2)
vin
Q1
Q2
+VDD
vout
Inverseur logique CMOS
vin VGSN VGSP NMOS PMOS vout
0 0 −VDD bloqué passant VDD
VDD VDD 0 passant bloqué 0
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