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u u
’
• Les amplificateurs amplificateurs de base à transistors transistors ne sont pas très commodes commodes d'emploi :
ils ne ne transmetten transmettentt pas les signau signaux x continus continus ou lentement lentement variab variables les
r ve ou ou ours p us ou mo ns en en emen fonction du temps
e a ens on e sor e en
s sont tr uta res es spers ons es trans stors, ce qu a t que eur eurs caractéristiqu caractéri stiques es sont imprécise imprécisess et non répétables répétables ; ' transistors, on ne peut pas avoir simultanément fort gain en tension, haute impédanc impédancee d'entrée et et faible impédance impédance de sortie. 2
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Présentation de l’ampli différentiel Deux montages: Montage asymétrique Montage symétrique
Gain Différentiel
Ad
V S 1 V S 2
Gain de mode Commun
V SD
Amc
V S 1
V S 2
But : Amplifier la différence des tensions d’entrée
Inconvénient: On amplifie également la somme des tensions d’entré 3
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évidence le mode différentiel et le mode commun
Vs 1 2
2
A d V E1 V E 2 A mc V E1 V E2 1 2
d
E1
E 2
mc
E1
On définit le taux de réjection de mode commun qui doit avoir une va eur tr s v e a n que n uence u mo e commun so t négligeable UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
E2
TRMC=
Ad mc 4 11/12/2015
Méthode d’anal se du monta e théorème de superposition
Mode commun: entrées 1 et 2 nulles 5 UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
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c
ma prat que un tage
rent e
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I
I
I c 2
ex
I S exp
V BE 1 V T BE 2 T
T1 et T2 identiques : 7 UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
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Polarisation des transistors: entrées à la masse
I c1re os I c2re os VBE1=VBE2
R
o
V EE V BE 1 I o 8
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– mode différentiel On éteint la source 3 BE
c e=.
Le courant Io est cons an
I C 1
o
1 ex
V ED T
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I C 2
o
1 ex
V ED T
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c
I o C 2
1 exp
V ED V T
C 1
ED
I o
1 exp
V ED V T
pour -25mv
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z • ex
ression des courants collecteurs
Pente de la caractéristique de transfert : I C 1
Io
1 ex
V ED
dI C 1 dV ED
Io V T
exp .
ED
V T V
2
pour V ED =0 on a
C2
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Ampli différentiel dans la zone de linéarité •
Expression du gain différentiel: V SD =V S1 -V S2 =
-
V S2 =V CC -R C I C2 V SD =-R C (I C1 -I C2 )
V SD
V S 1 V S 2
I o RC
2V T
V ED
Ad
o
RC 12
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Anal se du mode commun
es en r es
e
son exc
es par a m me ens on :
mc
Smc UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
V E 1 V E 2
2 V S 1 V S 2
2
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ens on e sor e e mo e commun • entrée E1 et E2 au même potentiel Vmc
I
= I =I /2
V S1 =V CC -R C I C1 = V
VBE1=VBE2
I o
Tension de sortie mode commun
R V Smc
R
2 R
V CC
RC
I o
V S2 = V
R
R
I o
Amc =
V EE V BE
RC
V Emc 14
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TRMC A mc
Amc
2 g m R
R C
e mon age amp e a rence des tensions mais également leurs sommes. Pour un ampli différentiel idéal , les tensiosn de sorties sont indépendantes de VE1+ VE2
Pour s’approcher du cas idéal , on remplace la résistance R par un générateur de courant idéal Io V S1 +V S2 =2V CC -R C Io.
La tension de sortie de mode commun est donc une constante indépendante de la tension d’entrée de mode
commun. 15 UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
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Étude de l’Ampli Différentiel En
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Méthode d’anal se du monta e théorème de superposition
R R
-VEE=-15V
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Anal se du monta e en mode différentiel
R
-VEE=-15V
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T1
T2
r e
i
r e
i
ve1 ve2
ve2 ve1 ic1=i b1
2
ic2=i b2
E1
Gain différentiel:
gm
2 E2
R vs1
ved
E2
r
(ib1
be
i
b2
v sd
)
v sd
2
r be
I crepos T
R C
R C
v s1
R
C
vs (ib1
ved
2
i 2) b
2
I o T
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vs2
ve1
v
e2
Ad A
vsd ve
I o
2V T
RC r be
R 20 11/12/2015
Résistance d’entrée différentielle T1 E1 i b1
Red
ie1
ied
ve1
ve 2
e1
2
r be
i b2
E2
ed ic1=i b1
ied
i 2
2
T2
r be
vE1
e2
ib1
i
vs1
b2
R C
R C
vs2
2
r beib 2 R(1 )(ib1 ib 2 )
R ed = r be
vE2
R
r beib1 R(1 )(ib1 ib 2 ) e2
ic2=i b2
i b2 =-i b1 v =r i i ed = i b1
R ed dépend du paramètre r be , le point de fonctionnement doit être choisi tel que r be soit la , polarisation Ic faible.
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Anal se du monta e en mode commun
R
-VEE=-15V
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ve1
En MC vE1=vE2=
T1
ve 2
E1i b1
2
v s1 = - RC i b .
vE1
v s2 =- RC i b
T2
r be
r be ic1=i
ic2=i
b1
b2
vs1
R C
R C
i b2
vE2 vs2
v s1 + v s2 = -2 RC i b .
Amc
v s1 e
vs 2 e
RC
e
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Taux de réjection de Mode Commun TRMC
Ad
RC r be
2 (1
e
R
V EE V BE
et
I o
TRMC 1
r be
EE
V T
) R
1
2 (1 )
R
e
2
BE
V T I o
le TRMC est constant et vaut 577 ou 55 dB. C’est une valeur encore trop faible: le monta e doit être amélioré 24
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R
-V =-15V 25 UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
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Rappels gm
dI c
be
E
B
dI E
1
Et
m
be
C
E
B
dV be E
gm-
Est représenté en dynamique par gm-1 26 UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
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s s ance n erne
e a source e couran
• C’est la résistance équivalente entre le collecteur de T3 et la masse • Ri rem lace la résistance R dans le calcul du ain de mode commun • Pour le calcul de Ri on utilise la méthode de l’ohmmètre
Ri
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Ri
r ce3 1 R1 r be 3
= 100 et rce3 = 100kΩ, on obtient : Ri = 20 rce3 soit 2MΩ.
vs 2 C Amc ve1 ve 2 r be 2 R (1 ) v s1
Amc= -2,5 10 -3 TRMC = 80 .10 3 soit 98dB ; L’am lificateur est alors de très bonne ualité. 28 UCD-Sciences/ Départemnet de Physique- Pr. KHOUKH
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