Les transistors peuvent être utilisés efficacement comme commutateurs dans les circuits électroniques en contrôlant le flux de courant entre deux bornes (généralement un collecteur et un émetteur pour les transistors à jonction bipolaire). Voici comment cela fonctionne : lorsqu’un faible courant ou une faible tension est appliqué à la borne de base du transistor, un courant plus important circule entre les bornes du collecteur et de l’émetteur. Ce mécanisme de contrôle permet aux transistors d’agir comme des interrupteurs qui peuvent être activés (état conducteur) ou désactivés (état non conducteur) en fonction du signal d’entrée à la base.
Pour comprendre comment un transistor fonctionne comme commutateur, considérons une configuration typique de transistor NPN. Dans un transistor NPN, lorsqu’un faible courant est appliqué à la base (type P), il permet à un courant beaucoup plus important de circuler du collecteur (type N) vers l’émetteur (type N). Cette action de commutation se produit parce que la jonction base-émetteur devient polarisée en direct, permettant au courant de circuler du collecteur vers l’émetteur. Lorsqu’aucun courant n’est appliqué à la base, le transistor est à l’état bloqué et très peu de courant circule du collecteur vers l’émetteur.
Les transistors trouvent de nombreuses applications comme interrupteurs dans les circuits électroniques :
- Circuits logiques numériques : les transistors sont des composants fondamentaux des portes et circuits logiques numériques, où ils commutent entre les états (marche/arrêt) pour représenter des valeurs binaires (0 et 1).
- Contrôle de puissance : les transistors sont utilisés pour contrôler la puissance fournie aux charges telles que les moteurs, les lumières et les radiateurs. En allumant ou éteignant le transistor, le courant circulant vers la charge peut être régulé.
- Commutation de signal : les transistors peuvent commuter des signaux dans des circuits électroniques, acheminant les signaux vers différents chemins en fonction des signaux de commande appliqués au terminal de base. Ceci est utile dans les applications de commutation audio et vidéo.
Les transistors peuvent agir comme des amplificateurs ou des commutateurs selon la façon dont ils sont polarisés et configurés dans un circuit. En tant qu’amplificateurs, les transistors amplifient les petits signaux d’entrée en signaux de sortie plus grands. En mode commutation, les transistors contrôlent le flux de courant ou de signaux entre leurs bornes. Dans les applications de commutation, les transistors fonctionnent généralement en saturation (état passant) ou en coupure (état désactivé), en fonction de la sortie souhaitée et des caractéristiques de la charge contrôlée.
Utiliser un transistor comme interrupteur pour un moteur implique de connecter le moteur au collecteur et l’alimentation à l’émetteur du transistor. La base du transistor est connectée à un signal de commande (généralement via une résistance pour limiter le courant). Lorsque le signal de commande est appliqué à la base, il active le transistor, permettant au courant de circuler de l’émetteur au collecteur et alimentant ainsi le moteur. Lorsque le signal de commande est supprimé ou réduit, le transistor s’éteint, coupant le flux de courant vers le moteur et arrêtant son fonctionnement. Cette méthode de commutation permet un contrôle efficace des moteurs et autres appareils à courant élevé dans les circuits électroniques et les systèmes d’automatisation.
