Institut privé Polytechnique des Sciences Avancées de Sfax
Pour la discipline Génie Energéi!ue "#i$eau : 1ére année%
Préparé par : Imen BARRAJ
2014/2015
P&A# '( )*(R+ Chapitre 1 : Le transistor à jonction bipolaire Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire Chapitre 3 : Amplificateurs à transistors bipolaires : Petits Petits signaux, signaux, Basse fréquence
2
P&A# '( )*(R+ Chapitre 1 : Le transistor à jonction bipolaire Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire Chapitre 3 : Amplificateurs à transistors bipolaires : Petits Petits signaux, signaux, Basse fréquence
2
CHAPITRE O
Le transistor bipolaire à jonction
,AB&E 'E+ -A,IERE+ 1.
Introduction ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... ......................... ............... 4
2.
Effet transistor.......................... ............. ......................... ......................... .......................... .......................... .......................... ...................... ......... 5
3.
Courants électriques ........................ ........... .......................... .......................... .......................... ......................... ......................... ............... 6
4.
Caractéristiques Statique des Transistors Bipolaires........................ ........... .......................... ................ ... 7
Chapitre 1 : Le transistor bipolaire à jonction
&E ,RA#+I+,*R BIP*&AIRE . J*#),I*#
1/ I#,R*'(),I*# Le transistor bipolaire à jonction (ou BJT, pour « Bipolar Junction Transistor ») est un composant électronique actif, constitué de deux jonctions P.N montées en tête bêche. Il est constitué donc par un cristal semi-conducteur (germanium (Ge) ou silicium (Si)) comportant trois zones dopées différemment de façon à former :
-
Soit deux zones N séparées par une zone P : c’est le transistor NPN
-
Soit deux zones P séparées par une zone N : c’est le transistor PNP
Figure 1.1. Structure et symboles des transistors NPN et PNP
Pour qu’il puisse fonctionner il faut que :
-
La zone intermédiaire soit très mince : on l’appelle la base (B)
-
L’une des deux zones extrêmes soit fortement dopée : on l’appelle l’émetteur (E)
-
L’autre zone extrême soit faiblement dopée : on l’appelle le collecteur (C) 4
Chapitre 1 : Le transistor bipolaire à jonction
La figure ci-dessous montre les structures et les symboles des transistors NPN et PNP. La flèche sur l’émetteur indique le sens du courant et permet de connaitre le type de transistor. Elle est orientée de la région P vers la région N.
2/ E00E, ,RA#+I+,*R On prend le transistor NPN comme exemple.
Figure 1.2. Principe de l'effet transistor
En fonctionnement normal direct, un transistor bipolaire s'utilise de telle façon que :
-
La jonction base-émetteur soit polarisée en direct (conductrice)
-
La jonction base-collecteur soit polarisée en inverse (bloquée).
Processus principaux :
-
La jonction BE, polarisée en direct, injecte des électrons de l’émetteur vers la base.
-
Les électrons injectés diffusent dans la base, où ils sont minoritaires. Quelques-uns de ces électrons subissent des recombinaisons avec les trous, majoritaires dans la base.
-
Les électrons qui ont traversé la base sans avoir subi de recombinaison parviennent à la jonction BC, polarisée en inverse. Le champ électrique qui y règne les entraîne vers le collecteur : il en résulte, sous l'effet d'avalanche, un important courant de collecteur, Ic. C'est ce qu'on appelle l'effet transistor.
Pour un transistor NPN, les électrons majoritaires de l'émetteur diffusent à travers la base et atteignent le collecteur et pour le transistor PNP les trous majoritaires de l'émetteur diffusent à travers la base et atteignent le collecteur. 5
Chapitre 1 : Le transistor bipolaire à jonction
/ )*(RA#,+ E&E),RI(E+ La relation générale entre les courants du transistor bipolaire est :
= + Deux gains en courant caractérisent la qualité d’un transistor. Le premier, appelé rapport de transfert du courant ou gain alpha (ou encore gain en courant en configuration de base commune), est donné par l’expression :
= α = 1−α Avec α
≈ 1
L’écart par rapport à l’unité est une mesure de l’importance de l’effet
transistor. En effet, le bon fonctionnement du transistor requiert deux conditions :
-
Les électrons subissent peu de recombinaisons dans la base
-
L’injection de trous dans l’émetteur est négligeable, ce qui se traduit par un facteur proche de l’unité.
Par conséquent, un transistor correctement dimensionné comporte une base qui est faiblement dopée par rapport à l’émetteur (cela a le double avantage de rapprocher de l’unité et de diminuer le taux des recombinaisons dans la base). Le deuxième gain en courant est le rapport d’amplification de courant entre base et collecteur ou gain bêta (ou encore gain en courant en configuration d’émetteur commun). Il s’écrit :
= β Avec :
= 1 − Ainsi, comme α ≃ 1, le gain β est un nombre très grand devant l’unité. Pour un transistor de faible puissance (inferieure au watt), on rencontre typiquement des valeurs de β ≥ 100, ce qui correspond à α ≥ 0.99. Pour un transistor de haute puissance (supérieure au
∈
∈
watt), on a β [20, 100] et α [0.95 ; 0.99].
Calcul rigoureux
: 6
Chapitre 1 : Le transistor bipolaire à jonction
On devrait donc avoir la relation
= α , mais lorsque I = 0 (émetteur en l'air) il existe un E
petit courant collecteur ICB0 qui est le courant inverse de la jonction collecteur base donc :
= α + On devrait donc avoir la relation = β , mais lorque I = 0 (base en l'air) il existe un petit B
courant collecteur ICE0 qui est le courant de fuite entre le collecteur et l'émetteur donc :
= β + On a :
= + , ce qui donne : = α + +
1 − = α + = +
= β + + 1 et = + 1
4/ )ARA),ERI+,I(E+ +,A,I(E 'E+ ,RA#+I+,*R+ BIP*&AIRE+ Afin d'étudier la mode de fonctionnement du transistor, on utilise un montage émetteur commun. Le schéma est donné par la figure suivante :
Figure 1.3. Montage émetteur commun
VBB et VCC sont des sources de tension continue variables
7
Chapitre 1 : Le transistor bipolaire à jonction
Dans ce montage, la base est polarisée par la résistance désignée R B. Le potentiel de la base est d'environ 0,7 V, car l'émetteur est à l a masse et la jonction base-émetteur équivaut à une diode passante. Le collecteur est polarisé par la résistance désignée R C, de telle manière que la tension du collecteur soit supérieure à la tension de la base (V CE > V BE) la jonction base-collecteur est alors polarisée en inverse.
Figure 1. 4. Caractéristique statique d’un transistor bipolaire Caractéristiques à IB constant : Si, pour différentes valeurs du courant I B (fixé par VBB et
RB) on représente les variations du courant I C et de la tension V BE en fonction de VCE, on obtient les deux réseaux de caractéristiques dont l'allure est représentée dans les premiers et quatrièmes quadrants de la figure ci-dessus. •
Pour un courant IB >0 et des tensions V CE de quelques dixièmes de volts :
-
La jonction B-E est polarisée en directe.
-
Pour une valeur donnée de I B, on a IC < β IB (le courant IC n’est pas proportionnel à I B).
On est dans la zone de saturation
8
Chapitre 1 : Le transistor bipolaire à jonction
•
-
Pour un courant IB > 0 et des tensions VCE supérieure à des dixièmes de volts :
La jonction B-E est polarisée en directe (V BE = 0.6 à 0.7V pour le silicium), et la jonction B-C est polarisée en inverse.
-
Dans ce cas, pour une valeur fixe de I B, le courant IC est indépendant de V CE et pratiquement constant : IC = β.IB
On est dans la zone de fonctionnement linéaire
Le basculement entre le fonctionnement en régime de saturation et en régime linéaire se produit à la tension de saturation V CEsat . •
-
Pour un courant IB = 0, IC = 0 (la région des faibles courants IB et IC.)
La tension VBE est inférieure à 0.7V, la jonction B-E est bloquée.
On est dans la zone de blocage Caractéristiques à VCE constant : La tension V CE étant constante, nous donnons à I B (pris
comme variable) une suite de valeurs pour lesquelles nous relevons I c et VBE. On obtient les deux réseaux de caractéristiques dont l'allure est représentée dans les deuxièmes et troisièmes quadrants.
-
La tension VCE influe peu sur la caractéristique IB = f(VBE).
-
IB = f(VBE)
-
Les caractéristiques IC = f(IB) sont des droites passant pratiquement par l'origine. On
≡ caractéristique de la jonction PN
retrouve bien la relation I C = β.IB caractéristique du fonctionnement linéaire.
La table ci-dessous résume les différents régimes de fonctionnement du transistor Bipolaire à jonction. Mode de fonctionnement Linéaire
Polarisation de la jonction B-E
Polarisation de la jonction B-C
Directe
Inverse
Saturation
Directe
Directe
Blocage
Inverse
Inverse
9
CHAPITRE
Polarisation du transistor bipolaire
,AB&E 'E+ -A,IERE+ 1.
Introduction ....................................................................................................... 11
2.
Polarisation par résistance de base .................................................................. 11
3.
Polarisation par pont de résistances sur la base .............................................. 13
4.
Polarisation par résistance d'émetteur .............................................................. 15
Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire
P*&ARI+A,I*# '( ,RA#+I+,*R BIP*&AIRE
1/ I#,R*'(),I*# La polarisation permet de fixer le point de repos du transistor P 0 (IC0, IB0, VBE0, VCE0) (point de fonctionnement statique). Suivant les valeurs d’I C0, IB0, VBE0, VCE0, le transistor va fonctionner en régime linéaire, bloqué ou saturé. Ces grandeurs vont être imposées par les éléments extérieurs au transistor.
2/ P*&ARI+A,I*# PAR RE+I+,A#)E 'E BA+E La figure 2.1 présente le schéma du circuit de polarisation par résistance de base.
Figure 2.1. Polarisation par résistance de base
Droite d’attaque statique-droite de charge statique
D'après la loi des mailles appliquée sur le circuit, nous avons :
11
Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire
Equation de la maille d’entrée (maille 1) :
= +
D’où :
= − ! " #$%&'()* , -& .)(', /&''&$%, 0'&'($%, Ainsi, la droite d’attaque est exprimée par la relation
=
L’intersection de cette droite avec la caractéristique d’entrée du transistor donne le point (VBE0, IB0) Equation de la maille de sortie (maille 2) :
= +
D’où :
= − ! " #$%&'()* , -& .)(', , 23&.4, 0'&'($%, Ainsi, la droite de charge est exprimée par la relation
= .
L’intersection de cette droite avec la caractéristique de sortie du transistor donne le point (VCE0, IC0)
On a :
= β d’où :
= 5 − 6
12
Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire
Figure 2.2. Détermination du point de fonctionnement statique
Sur la caractéristique IC = f(VCE) du transistor, on trace la droite de charge statique.
Le point d'intersection entre la droite de charge statique et les caractéristiques du transistor nous donne le point de fonctionnement P 0, P1 ou P2 du montage ou point de polarisation. Ce sont les éléments extérieurs au transistor qui vont fixer ce point de fonctionnement : Si le point de fonctionnement est en P 0 alors le transistor fonctionne dans la zone
linéaire. Si le point de fonctionnement est en P 2 alors le transistor est bloqué. Si le point de fonctionnement est en P 1 alors le transistor est saturé.
/ P*&ARI+A,I*# PAR P*#, 'E RE+I+,A#)E+ +(R &A BA+E La figure 2.2 présente le schéma du circuit de polarisation par résistance de base.
Figure 2.3. Polarisation par pont des résistances sur la base
On applique the théorème de Thévenin entre les ponts A et B, le montage équivalent est le suivant : 13
Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire
Avec :
= +7 7 = 88 7 La droite de charge statique est donnée par :
= − 1 La droite d’attaque est donnée par :
= − 1 Typiquement, pour un transistor au silicium, β passe de 55 à 25°C à 100 à 175°C. La tension VBE diminue d'environ 2,2 mV par °C. Ainsi, la température peut jouer sur la stabilité du montage à transistor. Dans notre cas, on voit que si β varie (changement de transistor ou variation due à la température), alors le courant IC varie fortement (IC = β.IB), ce qui déplace le point de fonctionnement. Ce montage et le montage précèdent ne sont donc pas très stable : ils dépendent énormément de la température de fonctionnement !
Figure 2.4. Caractéristique iC − V BE et effets de la température
14
Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire
Exemple : Données : à T= 25°C on a β = 100 et VBE = 0.7V à T= 75°C on a β = 150 et VBE = 0.6V Rc = 0.56 KΩ RB = 100 KΩ
-
Variation relative de β :
9 = >?< − 7?< =;@A :;< 7?< D’où
9 = 1;@−1@@ =;@A :;< 1@@ On a
= 5 − 6
Et
= − Pour T= 25°C :
Ic = 11.3mA et V CE = 5.7V
Pour T= 25°C :
Ic = 17.1mA et V CE = 2.4V
9 =;1A BC 9 =−;DA :;< :;< Pour le fonctionnement linéaire, nous allons utiliser un autre montage qui permettra d'obtenir un point de fonctionnement indépendant du β du transistor et donc indépendant de la température.
4/ P*&ARI+A,I*# PAR RE+I+,A#)E '3E-E,,E(R La figure 2.5 présente le schéma du circuit de polarisation par résistance de base. 15
Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire
Figure 2.5. Polarisation résistance d’émetteur Equation de la maille d’entrée (maille 1) :
= + + Or : = + =1+ = + + 1+
D’où la droite d’attaque est donnée par :
− 1 = ++1 ++1 Equation de la maille de sortie (maille 2) :
On a
= + +
≈
D’où la droite de charge statique est donnée par :
= + − +1 Si β augmente, alors IC augmente. Ceci provoque l'augmentation du potentiel d'émetteur V E = RE.IC. Or Vcc - VBE - VE = RB.IB On a alors la tension R B.IB qui diminue et donc IB diminue, ce qui provoque la diminution de I C : RE permet alors de contrebalancer partiellement l'augmentation de β. Indépendance de la variation de la température : On a :
= + + = EGF + + ≈ BC =
16
Chapitre 2 : Polarisation du transistor bipolaire
= − +
IJ , alors : Si H G
≈ − K qui est indépendant de β.
Exemple : Données : à T= 25°C on a β = 100 et VBE = 0.7V à T= 75°C on a β = 150 et VBE = 0.6V R1 = 110 KΩ, R2 = 10 KΩ, RC = 10 KΩ, RE = 1 KΩ Vcc=20V
LM = 887 N LM = OP1D QR LM = +7 7 N LM = 1PSD On a
LM − 6 = 5LM +1+
Et
= − 5 + 51 + 6 6 Pour T= 25°C :
Ic = 0.88mA et V CE = 10.3V
Pour T= 25°C :
Ic = 1mA et VCE = 9V
9 =1TA BC 9 =−1UA :;< :;<
17
CHAPITRE
Amplificateurs à transistors bipolaires : Petits signaux, Basse fréquence
,AB&E 'E+ -A,IERE+ 1.
Introduction ..................................................................................................................19
2.
Régime dynamique : approche graphique ....................................................................19
3.
Modèle équivalent du transistor en dynamique petits signaux: paramètres hybrides....21
4.
3.1.
paramètres hybrides ...........................................................................................21
3.2.
Modélisation du transistor : modèle hybride ........................................................22
Montages amplificateur de tension ...............................................................................23 4.1.
Montage émetteur commun ................................................................................24
4.2.
Montage base commune ....................................................................................27
4.3.
Montage collecteur commun ...............................................................................29
18
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
A-P&I0I)A,E(R+ A ,RA#+I+,*R+ BIP*&AIRE+ : PE,I,+ +IG#A(5 BA++E 0RE(E#)E
1/ I#,R*'(),I*# Le régime alternatif représente le régime dynamique qui va être superposé au régime statique (polarisation). L’objectif recherché est la fonction amplification. Amplifier un signal : c’est augmenter son amplitude sans toucher à sa forme (linéaire). Pour garantir une fonction linéaire de l’amplification, on se place dans des conditions du régime petit signaux. Le point de fonctionnement se trouve dans la zone dite linéaire. Petits signaux : les signaux sont de faible amplitude autour du point de fonctionnement de manière à ce que le transistor travaille toujours en régime linéaire (il n’est ni bloqué, ni saturé).
2/ REGI-E '6#A-I(E : APPR*)7E GRAP7I(E Soit le montage amplificateur à liaison capacitive :
Les condensateurs C 1 et C2 sont des condensateurs dits de liaison. Ils évitent que les courants continus de polarisation circulent éventuellement dans les parties qui précèdent ou suivent l’amplificateur. Ils sont choisis de façon à ce que : •
Leur impédance soit très faible à la fréquence de travail (en régime dynamique) : on les assimile alors à des court-circuit.
19
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
•
En continu, ils ont une très grande impédance : on les assimile alors à des circuits ouverts.
Ces condensateurs n’affectent donc pas le point de fonctionnement statique (point de polarisation). RL : résistance d’entrée de l’étage suivant Le transistor va donc pouvoir être modélisé par un système linéaire dans ce cas bien précis, et on peut parler de superposition de deux régimes : •
Un régime continu qui sert à fixer le point de polarisation Po du montage.
•
Un régime sinusoïdal (petits signaux) qui représente le signal utile à amplifier.
On peut donc en déduire les deux circuits équivalents suivant :
Le schéma équivalent en dynamique est valable au voisinage du point de fonctionnement est le suivant :
C = VC WC = − 88X Y C C : Equation de la droite de charge en dynamique Y C = − IZ88I [ W 2#
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Etude de l’amplificateur : cas où Ve(t) est une tension sinusoïdale. Graphiquement, on
obtient :
/ -*'E&E E(I8A&E#, '( ,RA#+I+,*R E# '6#A-I(E PE,I,+ +IG#A(: PARA-E,RE+ 76BRI'E+
En régime alternatif petits signaux autour du point de fonctionnement Po, le transistor peut être vu comme un quadripôle actif. On va donc établir un schéma équivalent petits signaux. Ainsi, on utilisera les lois générales des circuits électriques plutôt que d’utiliser un raisonnement graphique qui peut être assez lourd. Pour modéliser le transistor en petits signaux basse fréquence, nous utiliserons les paramètres hybrides (paramètres « h »), modèle le plus utilisé.
3.1. PARAMETRES HYBRIDES
21
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Lorsque les grandeurs caractéristiques choisies sont la tension d’entrée V 1 et le courant de sortie i2, les paramètres qui les lient au courant d’entrée i 1 et à la tension de sortie V 2 sont appelés paramètres hybrides et sont notés h ij. Nous avons : V1 = h11.i1 + h12.V2 i2 = h21.i1 + h22.V2
Le terme « hybride » vient du fait que les paramètres h ij ne possèdent pas tous la même dimension. Ces paramètres « h » sont bien adaptés à la description des transistors bipolaires fonctionnant à faible fréquence et dans l’approximation des faibles signaux.
3.2. MODELISATION DU TRANSISTOR : MODELE HYBRIDE Le schéma équivalent est établi pour le montage émetteur commun, c’est à dire que c’est l’émetteur qui est la référence commune.
≡ Y ≡ Y 7 ≡ Y7 ≡ Y D’où :
VBE = h11.iB + h12.VCE IC = h21.iB + h22.VCE
Ces relations conduisent au schéma équivalent suivant :
22
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Signification des paramètres hybrides :
\ = 5]]Y 6
•
: C’est la pente de la caractéristique VBE = f(IB)
^F_`ZabcK de
h11 est de l’ordre du kilo ohm
•
6 \7 = 5] ]
fJ`ZabcK de :
C’est la pente de la caractéristique VBE = f(VCE) ;
h12 est de l’ordre de 10 -4 à 10 -5. On pourra donc considérer que h 12 est nul.
•
•
\7 = 5]Y]Y 6
^F_`ZabcK de
\77 = 5]]Y 6
fJ`ZabcK de
=:
C’est la pente de la caractéristique IC = f(IB)
qui est sensiblement une droite d’équation IC = β.IB
:
Si les caractéristiques IC = f(VCE) sont bien horizontales, alors h22 = 0.
Ainsi, plus h22 est faible, meilleur est le transistor. En réalité h 22 est de l’ordre de 10-5 s. On a donc 1/h 22 qui est très élevé.
23
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Schéma simplifié du transistor en dynamique : Le schéma équivalent du transistor en petits signaux en basse fréquence que nous utiliserons sera donc:
\7 ≈ @ \77 ≈ @
4/ -*#,AGE+ A-P&I0I)A,E(R 'E ,E#+I*# On distingue trois montages de base : •
Emetteur commun
•
Collecteur commun
•
Base commune
L’étude de l’amplificateur consiste à déterminer : •
L’impédance d’entrée
•
L’impédance de sortie
•
Le gain en tension
•
Le gain en courant
4.1. MONTAGE EMETTEUR COMMUN Pour ce montage, le signal d’entrée est appliqué sur la base du transistor alors que la sortie est prise sur le collecteur, l’émetteur reste commun aux mailles d’entrée et de sortie comme le montre la figure cidessous.
24
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Schéma électrique équivalent :
is
ie
Rg RE
eg
RL
Vs
R1 //R2
Ve
Schéma équivalent en dynamique
Impédance d’entrée : (Impédance vue du générateur)
g = YVV = 88788\ En général, RB est très grande devant h11. On a donc Ze
≈ h
11
qui est de l’ordre du kilo Ohm.
L’impédance d’entrée du montage émetteur commun est relativement faible (Moyenne).
Impédance de sortie : (Impédance vue de la charge)
Pour déterminer l’impédance de sortie, on doit court-circuter toutes les sources de tensions, débrancher la charge et la remplacer par une source idéale V 0 qui débite dans le reste du circuit un courant i 0, l’impédance de sorte Zs est donnée par la relation qui suit :
gW = Y 25
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Le schéma équivalent devient :
On a : Ve = 0 ib =0 , d’où
gW = Zs est de l’ordre du kilo ohm. L’impédance de sortie du montage est relativement élevée.
Gain en tension
Le gain en tension est définit par la relation :
hi = VW On a :
W = − 88X \7Yj V = \Yj \ 7 88 h = − i \ X Le gain est négatif. Le montage émetteur commun est un amplificateur inverseur.
klmk n
L’amplificateur a donc un fort gain en tension.
Gain en courant
Le gain en tension est définit par la relation :
hf = YYVW On a :
hf = YYVW = YWW VW YVV = − 1X hi gV 26
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
N hf = \o \:111 88o 88788\ klpk n
Amplification en courant
Le montage émetteur commun (le plus utilisé) permet une amplification en courant et en tension
4.2. MONTAGE BASE COMMUNE Dans ce montage, le signal d’entrée est appliqué sur l’émetteur du transistor alors que la sortie est prise sur le collecteur, la base reste commune aux mailles d’entrée et de sortie.
Schéma électrique équivalent
RB = R1 //R2 est parfaitement découplée par C B.
Schéma équivalent en dynamique
27
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Impédance d’entrée
On a :
g = 88 YqV V = −\ Yj Yq = −\7Yj − Yj = − 1 + \7 Yj
V = \11 Yq \:1 + 1
g = 88 \:1 \11+ 1
L’impédance d’entrée est de l’ordre d’une dizaine d’ohms. L’impédance d’entrée du montage base commune est donc relativement faible.
Impédance de sortie
Le schéma équivalent devient (on applique Thevenin):
gW = Y = 88 Y D’après le schéma on a : i1 = h21 ib
D’après la loi des mailles on a :
\Yj = − 88 \7 + 1Yj
gW =
u\ + r 88st\7 + 1vYj = @
Yj = @ 28
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Zs est de l’ordre du kilo Ohm. L’impédance de sortie du montage peut donc être relativement élevée.
Gain en tension
D’après le schéma équivalent, on a :
W = − 88X \7Yj V = − \Yj \ 7 88 h = i \ X Le gain est positif. Le montage base commune est un amplificateur non inverseur.
klmk n
Amplification en tension.
Gain en courant
On a :
hf = YYVW = YWW VW YVV = − \o \:111 88o \:1 \11+ 1 klpk x
X hf = − 88 w
Pas d’amplification en courant
Le montage base commun permet une amplification en tension et n’amplifie pas en courant, mais présente une faible impédance d’entrée. Son utilisation se limite à l’emploi en haute fréquence.
4.3. MONTAGE COLLECTEUR COMMUN Dans ce montage, le signal d’entrée est appliqué sur la base du transistor mais la sortie est prise de l’émetteur alors que le collecteur reste commun aux deux mailles d’entrée et de sortie.
29
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
Schéma électrique équivalent
Schéma équivalent en dynamique
Impédance d’entrée
g = YVV = 88788 YjV On a :
V = 88X \7 + 1Yj + \Yj = y 88X \7 + 1 + \zYj V = 88X \:1 + 1 + \11 Yj g = 88788y\11 + 88X \:1 + 1z
L’impédance d’entrée du montage est de l’ordre de plusieurs centaines de KW. Le collecteur commun a donc une très forte impédance d’entrée. Impédance de sortie
Le schéma équivalent devient :
3#
Chapitre 3 : !pli"icateurs à transistors bipolaires
gW = Y = 88 Y $%apr&s le sch'!a on a :
Y = \7 + 1Yj = −|rs88887t + \}Yj
= r{88188:t + \11 \:1 + 1 Y
188: t gW = 88 \11 +r\:1{88 + 1
L%i!p'dance de sortie du !onta(e est tr&s "aible)
Gain en tension
*n a :
W = − 88X \7 + 1Yj V = W + \Yj
klmk ≈
V = W + \ 88X W\7 + 1
V =51+ 88X\\7 + 16W
hi =51+ 88X\\7 + 16
Le (ain est '(al à l%unit') Le !onta(e collecteur co!!un est tel +ue ,s - ,e .pas d%a!pli"ication en tension/)
Gain en courant
On a :
o 88 88r\ + \ + 1 88 t hf = − 1o \11+\:1\+:11+1~88 ~ o ~88o 1 : 11 :1 h11<<1 31
