collecteur

Dans un transistor bipolaire à jonction (BJT), le collecteur est la borne qui reçoit le courant de sortie amplifié. Il est situé à l'opposé de l'émetteur dans la structure du composant: le courant entre par la base (la borne de commande), est amplifié à l'intérieur du transistor et sort par le collecteur. Le collecteur est généralement dopé plus légèrement que l'émetteur, et la région entre l'émetteur et le collecteur (la base) est extrêmement mince, souvent moins de 1 micromètre.

Le collecteur doit être polarisé à un potentiel plus élevé que l'émetteur pour un transistor NPN en mode actif. Cette polarisation inverse sur la jonction collecteur-base est essentielle pour que le transistor amplifie; elle élargit la région de déplétion et permet aux porteurs minoritaires (électrons dans un composant NPN) d'être balayés vers la borne du collecteur à grande vitesse. Supprimez cette polarisation et l'amplification s'arrête.

Configurations courantes et pièges

Le courant de collecteur lui-même n'est pas le signal de commande; il est proportionnel au courant de base, le rapport étant appelé gain en courant ou bêta. Dans un transistor saturé, les deux jonctions sont polarisées en direct et le gain en courant chute brusquement, ce qui rend la saturation utile pour les applications de commutation où l'on souhaite que le transistor soit complètement passant. À l'état bloqué, le courant de base est nul et le courant de collecteur approche de zéro.

La dissipation thermique au niveau du collecteur est souvent le facteur limitant dans les circuits BJT. Un courant de collecteur élevé combiné à une tension collecteur-émetteur élevée produit une perte de puissance significative. C'est pourquoi les transistors de puissance ont de grandes pattes de collecteur métalliques et sont souvent montés sur des dissipateurs thermiques. Dépasser le courant de collecteur maximal, la tension collecteur-émetteur maximale ou la dissipation de puissance maximale provoque des dommages permanents.

Le terme «collecteur» reflète la fonction historique: dans les premières conceptions de transistors, la région du collecteur collectait littéralement les porteurs de charge qui avaient été émis par l'émetteur et transportés à travers la base. Le nom est resté même si la compréhension moderne le traite plus précisément comme une jonction polarisée en inverse qui extrait et amplifie le courant.