Montage amplificateur Transistor bipolaire Montage amplificateur

Montage amplificateur Objectifs Qu’est qu’un amplificateur Etude et dimensionnement du montage émetteur commun

Objectifs Connaître les caractéristiques d ’un amplificateur Dimensionner les composants constituant un amplificateur en accord avec un cahier des charges Rappels sur le transistor bipolaire (si besoin)

Qu’est ce qu’un amplificateur? Un amplificateur est un quadripôle actif (nécessitant une source d’alimentation extérieure) dont la grandeur de sortie est proportionnelle à la grandeur d’entrée dans un rapport A appelé coefficient d’amplification, ou par abus de langage amplification.

Qu’est ce qu’un amplificateur? Grandeur d’entrée Ve(t)=E + e(t) Grandeur de sortie Vs(t) = S + s(t) Vs(t) = S + A . e(t) Alimentation Source d’énergie extérieure

Caractéristiques d’un amplificateur rg eg Ze A.ve Zs vs ve Rc Tension à vide eg résistance interne rg Amplification à vide A Impédance d ’entrée Ze Impédance de sortie Zs Résistance Puissance

Différents amplificateurs Suivant la nature des signaux d ’entrée et sortie on distingue: Expliquer le comportement générateur de tension pour une attaque en tension et pareil pour une attaque en courant pour justifier les ordres de grandeur des différentes impédances.

Montages usuels Montage émetteur commun Ze grande >= 1kW Zs de l’ordre du kW Ao grand >100 Utilisation: préamplificateur

Montage collecteur commun Ze grande >= 1kW Zs faible Ao =1 Utilisation : suiveur

Montage base commune Ze faible Zs faible Ao grand >100 Utilisation: Amplification HF

Montage émetteur commun Etude statique Etude dynamique R1 R2 RC RE C1 C2 RL CE Vcc eg Rg Q1 Générateur Emetteur commun Charge Résumé

Etude statique Etude vis à vis des sources de tension et courant continus Vcc R1 RC C2 C1 eg RL Rg Au fur et à mesure des explications, supprimer les éléments inutiles à cette études. CE R2 RE

Etude statique IC0 = bIB0 et IE0=IC0 VBE0=0,7V VCE0=VCC/2 VCE0 IC0 R1 RC VCC=RCIC0+VCE0+REIC0 B VB=VBE0+REIE0 R2 RE R1 et R2 telles que: I1=I2>>IB =>VCC/(R1+R2)>>IB0=IC0/b =>VB=(VCC.R2)/(R1+R2)

Etude statique VCC+VCE0 IC0 RC+RE= IC0 IC0 b R1+R2>> I1 IB0 B VB VCC R2= (R1+R2) VBE0 VB R2 RE

Etude dynamique Etude vis à vis des sources de tension et courant variables Vcc R1 RC C1 C2 CE h11 h21.iB iB Rg RL eg R2 RE

Etude dynamique Schéma équivalent en petits signaux ve vs Rg iB h21.iB eg RC R1 R2

Etude dynamique Gain en tension à vide ve vs vs=-h21iB.RC Gvo= - h21RC Rg iB h21.iB ve vs h11 eg RC R1 R2 vs=-h21iB.RC Gvo= - h21RC h11 vs= - h21ve.RC h11 vBE ve iB= h11 =

Etude dynamique Résistance d ’entrée ie vs ve Rg iB h21.iB h11 eg RC

Etude dynamique Résistance de sortie is iB h21.iB vs ve h11 ZS=RC eg Rg vs ve h11 RC R1 R2 ZS=RC

Résumé Choix des composants Avantages/Inconvénients Limitations en fréquence

Choix des composants Cdc: GV0, ZE, ZS et (VCE0,ICO) RC=ZS VB=VBE0+REIE0

Avantages/Inconvénients Gvo= - h21RC h11 L ’inconvénient majeur de ce montage est que l ’impédance d ’entrée et le gain sont dépendant l ’un de l ’autre. RC=ZS On ne peut pas avoir un fort gain avec une faible impédance de sortie d ’où sont utilisation en préamplificateur

Limitations en fréquence Basses fréquences Hautes fréquences

Limitation en basses fréquences Due aux condensateurs de découplage et de liaison Si on note Fmin la limite inférieure de la bande passante de l ’amplificateur

Limitation en hautes fréquences Due au fonctionnement du transistor en HF => Fréquence de transition h21 f(hz) b.fc=fT b Ex: 2N2222A b=200, fT=300Mhz =>fc=1,5 Mhz 1 fc fT FIN