base

Dans un transistor à jonction bipolaire (BJT), la base est la fine couche intermédiaire de matériau semi-conducteur prise en sandwich entre l'émetteur et le collecteur. C'est la borne de commande: un petit courant appliqué à la base module un courant beaucoup plus important circulant entre l'émetteur et le collecteur, ce qui rend le BJT utile comme amplificateur ou interrupteur.

La base est physiquement une région légèrement dopée, généralement de seulement quelques micromètres d'épaisseur dans les dispositifs modernes. Dans un transistor NPN, la base est en silicium de type P; dans un transistor PNP, elle est de type N. Ce niveau de dopage est critique: la base doit être suffisamment mince pour que les porteurs de charge puissent la traverser efficacement, mais suffisamment légèrement dopée pour maintenir un gain en courant utile. La relation entre le courant de base et le courant de collecteur est exprimée par hFE ou bêta, allant généralement de 50 à 300 pour les transistors à usage général.

Courant de base et amplification

Lorsque vous appliquez une tension à la base par rapport à l'émetteur, vous polarisez en direct la jonction base-émetteur. Cela provoque un courant d'émetteur qui circule dans la base, et la majeure partie de ce courant est balayée vers le collecteur par la jonction base-collecteur polarisée en inverse. Le courant de base lui-même n'est qu'une petite fraction du courant total de l'émetteur, car la plupart des porteurs de charge injectés par l'émetteur traversent la base sans recombinaison. C'est pourquoi la base peut contrôler un courant de collecteur beaucoup plus important: un ou deux milliampères de courant de base peuvent contrôler des centaines de milliampères au collecteur.

La borne de base est connectée à un fil de liaison ou à une patte sur le boîtier du transistor. Dans les composants traversants comme le 2N2222 ou le 2N3904, c'est l'une des trois broches. La base est sensible aux fuites et à la contamination à la surface de la puce, c'est pourquoi les vieux transistors stockés dans des conditions humides montrent parfois un gain dégradé; les boîtiers plastiques modernes avec encapsulation époxy ont largement résolu ce problème.

Le terme base n'a pas de lien évident avec la physique; c'est simplement une convention historique issue de la nomenclature des premiers semi-conducteurs. L'émetteur «émet» les porteurs, le collecteur les «collecte», et la base a été nommée comme la borne intermédiaire. Une confusion avec la base d'un circuit amplificateur à transistor (le point de polarisation autour duquel les signaux sont amplifiés) survient parfois dans la conversation, mais ce sont des concepts distincts.