a. Transistor PNP

La figure II-35 présente une vue en coupe d’un transistor bipolaire PNP. Supposons que les contacts de base et de collecteur de ce transistor sont connectés (VB=VC1), que la tension de ce nœud varie entre 0V et 5V et que la tension d’émetteur VE1 est égale à 5V (montage en diode). En fonctionnement normal, deux courants I1 et I2 circulent, respectivement, entre l’émetteur et le collecteur et entre l’émetteur et la base. Remarquons que cette configuration correspond au transistor Q1 du miroir de courant en montage PNP (Fig.II-3a). Pour les conditions de polarisations présentées ci-dessus, il existe une jonction PN polarisée en inverse (entre le caisson N et le substrat), une jonction PN polarisée en direct (entre l’émetteur et le caisson N) et une jonction PN non

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polarisée (entre le collecteur et le caisson N). Lorsque ce transistor est soumis à une stimulation par faisceau laser de longueur d’onde 1064nm, nous pouvons identifier trois courants supplémentaires : IPHi, IPHd, IPHn. Le courant IPHi apparaît entre le caisson N (base) et le substrat. Nous estimons que ce courant est le courant le plus fort parmi les courants photo-induits. Ceci est lié au fait que le champ électrique de la jonction PN polarisée en inverse est le plus fort, et ainsi la capacité de séparer les électrons des trous la plus élevée. De plus, cette jonction présente la surface la plus importante. Le courant IPHd entraîne une augmentation du courant d’émetteur. Ce courant est plus faible car nous parlons d’une jonction PN polarisée en direct. Ce courant circule principalement entre l’émetteur et la base. Une partie de ce courant circule vers le collecteur et le substrat. Finalement, un courant quasi nul IPHn apparaît entre le caisson N (base) et le collecteur où le champ naturel de la jonction PN existe.

Vu de l’extérieur les courants IPHi, IPHd, IPHn influencent les caractéristiques électriques du transistor PNP monté en diode de la manière suivante : le courant de base diminue, les courants d’émetteur, de collecteur et de substrat augmentent.

Figure II-35 : Modèle du transistor bipolaire PNP soumis à un balayage par faisceau laser de longueur d’onde 1064nm. IPH représentent des courants induits suite à ce balayage sous les conditions électriques suivantes : VB=VC1, VE1=5V, 0V<VB<5V

(transistor Q1 du miroir de courant en montage PNP - Fig.II-3a).

Après avoir décrit l’impact interne et externe du phénomène photoélectrique sur le transistor bipolaire PNP monté en diode, nous pouvons nous pencher sur le modèle électrique de ce transistor. Pour modéliser le comportement électrique du premier ordre du transistor soumis à la stimulation photoélectrique laser, nous augmentons la taille de la

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zone active du transistor (émetteur) de 5%. Cela nous permet d’augmenter tous les courants (IE1, IC1, IB1) sans modifier le régime de travail du transistor. Ensuite, pour diminuer le courant de base IB1 nous augmentons le coefficient β du transistor de 5%. Maintenant, prenons un transistor bipolaire PNP polarisé différemment. La figure II-36 présente une vue en coupe de ce transistor. Supposons que ce transistor est polarisé de telle façon que sa tension d’émetteur VE0 est égale à 5V, la tension du collecteur VC0 est supérieure à 0V et la tension de base VB est plus grande que VC0 et est inférieure à VE0. En fonctionnement normal, deux courants I1 et I2 sont présents, respectivement, entre l’émetteur et le collecteur et entre l’émetteur et la base. Remarquons que cette polarisation correspond au transistor Q0 du miroir de courant en montage PNP (Fig.II-3a). Pour les conditions de polarisations présentées ci-dessus, il existe deux jonctions PN polarisées en inverse (entre le caisson N et le substrat et entre le caisson N et le collecteur) et une jonction PN polarisée en direct (entre l’émetteur et le caisson N). Lorsque ce transistor est soumis à une stimulation par faisceau laser de longueur d’onde 1064nm, nous pouvons noter trois courants supplémentaires : IPHi1, IPHi2 et IPHd. Le courant IPHi1 circule entre le caisson N (base) et le substrat. Nous estimons que ce courant est le courant le plus fort parmi les courants photo-induits car il circule dans la jonction PN de plus grande surface qui est polarisée en inverse. Le courant IPHi2 circule entre le caisson N (base) et le collecteur. Ce courant est important car il apparaît dans une jonction PN polarisée en inverse. Le courant IPHd est plus faible car la jonction PN est polarisée en direct. Il circule principalement entre l’émetteur et la base. Une partie de ce courant circule vers le collecteur et le substrat.

Vu de l’extérieur, les courants IPHi1, IPHi2, IPHd influent sur les caractéristiques électriques du transistor PNP de la manière suivante : le courant de base diminue fortement, les courants d’émetteur, de collecteur et du substrat augmentent.

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Figure II-36 : Modèle d’un transistor bipolaire PNP soumis à un balayage par faisceau laser de longueur d’onde 1064nm. IPH représentent des courants induits suite à ce balayage sous les conditions électriques suivantes : VC0>0V, VE0=5V, VC0<VB<VE0

(transistor Q0 du miroir de courant en montage PNP - Fig.II-3a).

Après avoir décrit l’impact interne et externe du phénomène photoélectrique sur le transistor bipolaire PNP, nous pouvons nous intéresser au modèle électrique de ce transistor. Pour modéliser le comportement électrique au premier ordre du transistor soumis à la stimulation photoélectrique laser, nous augmentons la taille de la zone active du transistor (émetteur) de 5%. Cela nous permet d’augmenter tous les courants (IE0, IC0, IB0) sans changer le régime de fonctionnement du transistor. Ensuite, pour diminuer le courant de base IB0, nous augmentons le coefficient β du transistor de 8%.