Transistor BC548B NPN

Le transistor BC548B est un transistor bipolaire NPN au silicium, monté dans le boîtier plastique TO-92 à trois broches. C’est le transistor des montages de début : il amplifie un signal trop faible pour être mesuré directement, et il commande une charge qu’une sortie de microcontrôleur ne peut pas alimenter seule.

Le composant livré porte le marquage BC548B sur sa face plate. La lettre B n’est pas un détail de référencement : elle désigne une classe de gain, et c’est ce qui distingue ce transistor d’un BC548 de classe A ou C. La page détaille ce que cela change concrètement, comment identifier les trois broches sans se tromper, et deux montages complets.

Deux usages, un seul composant

Un transistor NPN se comporte comme un robinet dont la poignée se tourne avec un courant minuscule :

• En interrupteur — quelques dixièmes de milliampère sur la base laissent passer jusqu’à cent fois plus dans le collecteur. La sortie d’un Arduino, elle, ne fournit de façon sûre qu’une vingtaine de milliampères : le transistor est ce qui permet de commander une charge plus gourmande sans rien changer au programme.
• En amplificateur — un signal de quelques millivolts appliqué sur la base ressort agrandi dans le circuit de collecteur. C’est le rôle d’origine du BC548 dans les étages d’entrée, les préamplificateurs de capteur et les filtres actifs.

Dans les deux cas, le courant commandé entre par le collecteur et ressort par l’émetteur. Le courant de commande, lui, entre par la base et rejoint l’émetteur.

Ce que la lettre B change

Trois classes de gain existent pour cette famille, et elles ne se choisissent pas au hasard :

Un gain plus élevé ne rend pas le transistor « meilleur » : il le rend plus sensible. Sur un montage en interrupteur, un gain de 200 demande deux fois moins de courant de base qu’un gain de 110 pour commuter la même charge. Sur un étage d’amplification, c’est ce gain qui décide de la quantité de signal récupérée en sortie. Les trois classes partagent en revanche exactement les mêmes limites de tension, de courant et de puissance : seule la sensibilité change.

Caractéristiques techniques

Ces valeurs sont celles publiées par le fabricant d’origine de la série. Comme pour tout transistor de série, elles varient légèrement d’un fabricant à l’autre : la fiche technique du lot livré reste la référence, et les marges se prennent toujours en dessous des limites.

Brochage : dans quel sens le piquer

Boîtier tenu face plate vers vous, broches vers le bas, les trois broches se lisent de gauche à droite : collecteur, base, émetteur. C’est l’ordre des séries BC européennes, à l’inverse de celui des séries 2N américaines — un transistor chassé de son logement et remplacé sans vérifier se retrouve souvent monté à l’envers.

Une inversion n’est pas anodine : les deux jonctions se retrouvent en polarisation inverse, le montage ne commute rien, et la limite émetteur-base de 5 V peut être franchie et détruire le composant. Deux minutes de vérification évitent ce désagrément.

Identifier les broches au multimètre

• Trouver la base. Placez le multimètre en position diode. La base est la seule broche qui conduit, environ 0,6 à 0,7 V, vers les deux autres quand la pointe rouge est posée dessus. C’est la signature d’un NPN : aucune autre broche ne donne deux jonctions conductrices.
• Lever le doute émetteur et collecteur. Si la sérigraphie n’est plus lisible, mesurez le gain : la plupart des multimètres possèdent un support h_FE à trois trous. La position qui affiche le gain le plus élevé est la bonne. Le test est sans risque, alors qu’un relevé de chutes de tension ne distingue pas les deux jonctions de façon fiable.

La résistance de base, et pourquoi elle n’est pas facultative

La jonction base-émetteur conduit dès 0,7 V : sans résistance en série, la sortie d’un microcontrôleur se retrouve pratiquement en court-circuit sur la masse. La valeur se calcule en trois lignes :

• la sortie délivre 5 V, la jonction consomme 0,7 V, il reste 4,3 V aux bornes de la résistance ;
• pour une charge de quelques dizaines de milliampères, on vise 1 à 5 mA de courant de base : c’est le rapport de dix qui garantit la saturation, quelle que soit la classe de gain ;
• 4,3 V divisés par 4 mA donnent environ 1 kΩ : la résistance de 1 kΩ est la valeur pratique toute faite sur les montages en tout ou rien.

C’est ici que la classe B apporte quelque chose de concret : avec un gain garanti de 200, la même résistance de 1 kΩ laisse le transistor piloter sans faiblir une charge que la classe A ne tiendrait qu’avec peine. À l’inverse, pour une charge très légère, une résistance de 10 kΩ suffit et réduit la consommation — c’est ce que fait le mini-projet ci-dessous, où deux transistors se relaient.

Mini-projet : deux BC548B en Darlington

Objectif : faire sonner un buzzer depuis une sortie d’Arduino avec une seule résistance de 10 kΩ en base, et comprendre au passage pourquoi le montage Darlington existe. Durée : un quart d’heure, plaque d’essai comprise.

Ce qu’il faut

Le câblage

Le premier transistor commande la base du second ; le second porte la charge.

Trois points de vigilance :

• La masse doit être commune. L’émetteur du second transistor va au GND de l’Arduino, sinon le montage n’a aucune référence et rien ne se passe.
• Le second transistor porte la charge, pas le premier. Le premier ne fait que fournir la base du second : c’est lui qui doit avoir son collecteur au 5 V, jamais sur la charge.
• Vérifiez l’ordre des broches avant de mettre sous tension, sur les deux transistors. Le test du multimètre décrit plus haut prend une minute.

Le programme

À copier dans l’IDE Arduino, puis à téléverser :

/*
 * Trois bips commandes par un Darlington de deux BC548B
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : D9 - resistance de 10 k - base du transistor 1
 *           collecteur du transistor 1 sur 5V
 *           emetteur du transistor 1 sur la base du transistor 2
 *           emetteur du transistor 2 sur GND
 *           charge entre 5V et le collecteur du transistor 2
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */
const byte PIN_BASE = 9;        // sortie de commande, vers la resistance de 10 k
const int DUREE_BIP = 120;      // duree d'un bip, en millisecondes
const int DUREE_SILENCE = 150;  // silence entre deux bips
const int REPOS = 2000;         // pause avant la serie suivante
void setup() {
  pinMode(PIN_BASE, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_BASE, LOW);   // le montage reste au repos tant qu'on ne demande rien
}
void loop() {
  for (byte bip = 0; bip != 3; bip++) {
    digitalWrite(PIN_BASE, HIGH);
    delay(DUREE_BIP);
    digitalWrite(PIN_BASE, LOW);
    delay(DUREE_SILENCE);
  }
  delay(REPOS);
}

Comment ça marche

• Avec une résistance de 10 kΩ, la base du premier transistor ne reçoit que 0,43 mA : 4,3 V divisés par 10 000 Ω. C’est près de dix fois moins que sur un montage classique à 1 kΩ.
• Pour une charge de 10 mA, la base du second transistor n’a besoin que de 50 µA — 10 mA divisés par le gain minimal de 200. Le premier transistor peut en fournir plus de quatre-vingts fois davantage : le montage est donc saturé très largement, et la charge reçoit la quasi-totalité du 5 V.
• La contrepartie de cette sensibilité : la tension base-émetteur du montage est la somme des deux jonctions, soit environ 1,4 V, et la chute de saturation du couple atteint 0,9 V environ. La charge travaille donc autour de 4 V et non de 5 V. Pour un buzzer ou une LED, cela ne change rien ; pour une charge qui exige ses 5 V pile, un transistor unique saturé est préférable.
• La boucle des trois bips s’arrête par comparaison d’inégalité sur un compteur d’octets : elle ne peut pas dépasser la plage admise et ne dépend pas d’un signe de comparaison.

Variante : une veilleuse qui s’allume toute seule

En retirant l’Arduino du circuit, le même transistor devient le seuil du montage. Une photorésistance LDR entre le +5 V et la base, une résistance de 10 kΩ entre la base et la masse, l’émetteur à la masse et la LED avec sa résistance de 220 Ω entre le +5 V et le collecteur : quand la lumière baisse, la résistance de la LDR augmente, la tension de base monte, et le transistor finit par conduire. Le seuil se règle en remplaçant la résistance fixe par un potentiomètre de 10 kΩ, et il n’y a alors plus une ligne de programme à écrire. Le module à photorésistance contient déjà ce diviseur avec sa sortie numérique réglable, si vous préférez garder l’Arduino dans la boucle.

Questions fréquentes

Le montage ne commute rien, par où commencer ?

Dans l’ordre : le sens des broches des transistors, la masse commune entre la carte et l’émetteur, la présence de la résistance de base, puis le sens de la charge — sa borne positive doit aller au 5 V, pas à une sortie numérique. Dans la quasi-totalité des cas, c’est l’une de ces quatre causes.

Quelle différence avec le 2N2222 ?

Les deux sont des NPN généralistes en boîtier TO-92, mais les rôles diffèrent. Le 2N2222 tient 600 mA et 30 V : c’est un transistor de commutation. Le BC548B se limite à 100 mA, mais son gain garanti de 200 et son faible bruit en font un meilleur étage d’entrée. Surtout, l’ordre des broches est inverse : remplacer l’un par l’autre sans reprendre le brochage donne un montage qui ne fonctionne pas.

Puis-je commander un moteur ou un relais ?

Jusqu’à une centaine de milliampères, oui, à condition d’ajouter une diode de roue libre en travers de la charge, cathode vers le +5 V : sans elle, la surtension produite à la coupure finit par percer le transistor. Au-delà de 100 mA, il faut changer d’étage : un TIP120, qui est un Darlington déjà assemblé et accepte plusieurs ampères, ou un module relais, qui contient déjà son transistor, sa résistance et sa diode.

Un BC547 peut-il le remplacer ?

Oui pour la plupart des montages alimentés en 5 V, à condition de respecter la même classe de gain. Le BC547 monte à 45 V au lieu de 30 V et se pique dans le même boîtier, avec le même ordre de broches. La différence ne se voit que sur les montages qui dépassent 30 V, où le BC548 ne doit pas être utilisé.

Le transistor chauffe-t-il en fonctionnement normal ?

En interrupteur, non : la chute de tension à l’état passant est de quelques dixièmes de volt, donc la puissance dissipée reste faible. En amplificateur, il chauffe davantage, car il travaille à mi-chemin entre le blocage et la saturation. Si le boîtier devient désagréable au toucher, c’est que la charge consomme trop de courant pour ce composant : c’est le signal qu’il faut passer à un transistor de puissance.

À combiner avec

Pour ce mini-projet, un kit Arduino Uno Starter contient déjà la carte, la plaque d’essai, les fils et des résistances : en y ajoutant deux BC548B et un buzzer, tout le montage décrit ici est réuni. Une série de résistances 1 kΩ couvre les montages en tout ou rien, et le multimètre reste l’outil qui évite l’erreur de brochage — celle qui coûte un transistor.