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L’électronique moderne repose massivement sur le transistor. Chaque circuit imprimé a son propre flux logique, avec des chemins de circuit clairement définis pour acheminer l’électricité. Les appareils comme les ordinateurs ont certainement leur propre logique. Cependant, il faut des transistors spécialisés pour appliquer cette logique. La logique de métal nu d’un ordinateur est formée à l’aide d’un réseau de transistors, qui aident à acheminer les tensions à travers les composants.
Deux des transistors les plus couramment utilisés dans l’électronique moderne sont les PNP et NPN. Ces types de transistors sont utilisés depuis l’introduction du transistor. Pourquoi utiliser l’un plutôt qu’un autre ? Examinons de plus près les principales différences entre ces deux types de transistors et leur utilisation.
PNP et transistors NPN : comparaison côte à côte
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28/03/2023 21h50 GMT
PNP vs NPN : Quelle est la différence ?
Un bref aperçu
Bell Telephone Laboratories a développé le premier transistor en 1948. Souvent salué comme l’invention la plus importante dans l’histoire moderne, l’introduction du transistor a eu un impact massif sur l’électronique. L’invention de Bell conduirait à une croissance explosive de la technologie. Cette croissance a vu la montée de la miniaturisation et la construction de machines plus complexes sans s’appuyer sur des technologies désuètes comme le tube cathodique.
L’invention du transistor a fait place à l’ère électronique. Les transistors ont deux principaux types de fonctionnement, positif-négatif-positif et négatif-positif-négatif, ou PNP et NPN . Vous pouvez également appeler ces transistors BJT ou transferts de jonction bipolaires. Toute l’électronique utilise des transistors PNP ou NPN, et dans le cas d’une électronique complexe comme un ordinateur, elle utilisera les deux.
Les deux types de transistors utilisent couramment le germanium comme matériau. Cela s’est déplacé vers le silicium pour des raisons de durabilité et de longévité lorsqu’il est exposé à la chaleur.
Qu’est-ce qu’un transistor PNP ?
Comme mentionné précédemment, un transistor PNP est l’abréviation de Positif-Négatif-Positif. Cela signifie en pratique que les électrons présents dans les tranches des semi-conducteurs passent d’une charge positive à une charge positive, en utilisant la couche négative prise en sandwich entre elles comme support de transfert. La transmission d’électrons se produit avec l’application d’une charge négative à la broche de base du transistor. Cela permet aux électrons chargés positivement de circuler à travers une sorte de trou dans la couche négative.
L’utilisation d’un transistor PNP présente certains inconvénients. Le transfert d’électrons positifs pour le transistor est plus lent que les autres méthodes. Ajoutez à cela le fait que les transistors PNP de bonne qualité sont plus chers que leurs homologues NPN, et cela soulève la question de savoir où on pourrait voir leur utilisation dans un appareil moderne. Bien que les PNP soient moins courants dans l’électronique plus simple, ils ont toujours une utilité.
Les transistors PNP nécessitent également l’utilisation de tensions identiques lors du routage de la logique vers un appareil. Pour un exemple simplifié, vous pouvez uniquement acheminer le flux de signal de tension d’un appareil 5 volts vers un autre appareil 5 volts.
Qu’est-ce qu’un transistor NPN ?
Un transistor négatif-positif-négatif ou NPN est le type de transistor le plus courant que vous trouverez dans les appareils modernes. Après avoir dopé ou contaminé les couches de base du transistor, celui-ci utilise une couche chargée positivement entre les deux couches externes chargées négativement pour transmettre rapidement des électrons. Ceux-ci fonctionnent généralement à un rythme plus rapide qu’un transistor PNP.
Il n’y a aucune exigence implicite pour qu’un transistor NPN corresponde aux tensions entre les appareils. Ceci est pratique pour les appareils nécessitant une commutation, car il ne nécessite pas de signaux supplémentaires pour couper la tension comme vous le feriez sur un transistor PNP. Les transistors NPN restent les transistors les plus couramment utilisés car ils fonctionnent en théorie comme un simple interrupteur.
PNP contre NPN : leurs applications dans l’électronique moderne
Alors que NPN restent la norme pour l’électronique moderne, il est plus courant d’utiliser les deux types de transistors lors de la création du flux logique. Certains appareils électroniques feront souvent appel aux deux types de transistors, comme un amplificateur de guitare par exemple. Certains amplificateurs de guitare utilisent ce qu’on appelle un potentiomètre push-pull, qui peut introduire plus de distorsion dans l’audio. Les potentiomètres push-pull utiliseront massivement un transistor PNP pour introduire le courant supplémentaire dans l’audio.
Les ordinateurs antérieurs utilisaient également une combinaison de transistors PNP et NPN. Ces dernières années, leur utilisation pour les composants de base d’un CPU a été largement remplacée par les FET, un autre type de transistor.
Les transistors NPN et PNP sont plus couramment utilisés comme capteurs pour à des fins d’automatisation. Les deux transistors sont parfaits pour les capteurs de proximité. Pour les amateurs, les deux restent également populaires et peuvent s’intégrer directement à des microcontrôleurs tels que Teensy et Arduino pour créer un routage complexe pour des projets électroniques.
Alors que les FET les ont largement remplacés à la place d’électronique complexe comme les smartphones et les ordinateurs, ils restent toujours sur les circuits imprimés. Certains éléments de base comme les commutateurs et autres commandes reposent sur les transistors PNP et NPN. Ils sont également toujours utilisés dans les applications industrielles, où ils constituent des capteurs idéaux pour le fonctionnement de la machinerie lourde. Les PNP en particulier sont extrêmement populaires pour un usage industriel et restent la norme dans la fabrication américaine de capteurs.
Autres transistors
Outre les transistors PNP et NPN omniprésents, il existe également des transistors à effet de champ ou FET. Ceux-ci fonctionnent de la même manière que les transistors PNP et NPN mais peuvent fonctionner à un rythme beaucoup plus rapide dans l’ensemble. Vous utiliserez généralement des FET dans l’électronique grand public, comme les smartphones, les ordinateurs, les tablettes, etc. Les FET n’ont pas besoin d’une couche en sandwich pour fonctionner de la même manière qu’un PNP et un NPN, mais ont toujours le même effet net global.
Les FET eux-mêmes sont antérieurs au concept du transistor semi-conducteur mis en œuvre par Bell Telephone de treize ans, avec les plans initiaux élaborés par Heil en 1935. Le concept lui-même ne serait pas prêt à être fabriqué avant les années 1960 lorsque des FET viables et largement disponibles sont entrés sur le marché.
Le fonctionnement de base d’un FET est un peu plus robuste dans un sens qu’un transistor PNP ou NPN. Les FET ont trois électrodes, ainsi que ce qu’on appelle une grille. L’une des électrodes s’appelle le drain et l’autre la source. La grille contrôle le flux d’électrons et peut être chargée positivement ou négativement. Cela conduit à ce que certains FET soient étiquetés respectivement comme canal P et canal N. Ceux-ci fonctionnent de manière similaire aux transistors PNP et NPN dans leur concept, mais ils ont une impédance beaucoup plus élevée. Cela signifie effectivement qu’ils peuvent gérer beaucoup plus de courant qu’un transistor logique typique comme les PNP ou NPN susmentionnés.
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28/03/2023 21h57 GMT
PNP contre NPN : 4 faits incontournables
Tous les appareils électroniques utilisent des transistors PNP ou NPN, et des appareils électroniques complexes comme un ordinateur utilisera les deux. Les transistors PNP de bonne qualité sont généralement plus chers que leurs homologues NPN. Les transistors NPN sont les transistors les plus couramment utilisés car ils fonctionnent comme un simple interrupteur en théorie. Les transistors PNP et NPN ont été largement remplacés par les FET à la place des composants électroniques complexes comme les smartphones. et ordinateurs, mais PNP et NPN restent toujours sur les circuits imprimés. Il n’y a pas nécessairement de meilleur ou de pire transistor pour un projet électronique. Au lieu de cela, il s’agit davantage de ce qui est applicable à la conception de la logique implémentée au niveau matériel. Les FET sont exagérés pour un interrupteur d’éclairage, mais les NPN ou les PNP ne sont pas assez robustes pour gérer la tension alimentant un ordinateur ou une perceuse électrique. En gardant cela à l’esprit, il s’agit plutôt de choisir ce qui est le plus efficace pour une conception donnée. Les transistors NPN et PNP ne sont peut-être pas les derniers et les meilleurs sur le marché ces jours-ci, mais ils restent d’excellents choix pour certaines conceptions. Ils voient encore une bonne quantité d’utilisation dans les applications industrielles par exemple, où la logique robuste et constante qu’ils peuvent mettre en œuvre s’avère vitale pour les nombreux capteurs à l’œuvre avec des machines lourdes. Il y a de fortes chances que vous interagissiez quotidiennement avec des appareils utilisant ce même système de logique. Les transistors NPN sont-ils utilisés dans les processeurs ? Plus vraiment. Ils avaient leur place dans les ordinateurs plus anciens et moins robustes, comme on pouvait le voir dans les années 1940 et 1950. Les processeurs modernes s’appuient sur les FET pour implémenter les différentes portes logiques présentes. Des NPN ou des PNP peuvent être présents à la place de quelque chose comme une autre partie de la carte mère, où l’impédance plus élevée n’est pas nécessaire. Quel est un exemple courant de NPN ? Les interrupteurs d’éclairage automatisés comme vous pourriez écrire des routines sur un Arduino ne sont qu’un exemple d’un NPN. Des choses comme les interrupteurs d’alimentation sur les amplificateurs audio fonctionnent également selon la même logique. Les PNP sont-ils toujours utilisés ? Les PNP étaient le choix le plus populaire pour les travaux industriels aux États-Unis pour les divers éléments d’automatisation effectués. Ils le restent encore aujourd’hui, les NPN étant plus populaires en Asie. Les FET sont-ils meilleurs que les NPN ? Pour leurs besoins spécifiques, les FET ne t avoir un équivalent. Cependant, vous n’utiliseriez pas un FET à la place d’un NPN, car le coût d’un NPN par rapport à un FET est une différence assez nette. Tout projet électronique complexe utilisera potentiellement plusieurs types de transistors différents pour mettre en œuvre sa logique spécifique. Mon téléphone utilise-t-il des PNP ? Probablement pour les composants qui ne sont pas essentiels au fonctionnement réel du processeur central du téléphone.PNP vs NPN : quelles sont les différences importantes ? FAQ (Foire aux questions)