Amplification Linéaire à Transistor Bipolaire

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1 UFM Préparaon APT Géne lerque Amplfaon néare à Transsor polare Sruure énérale d un ru d amplfaon : Snal à amplfer (as neau) X X Amplfaeur are (Hau neau) Soure de pussane (Fourne par ) X amplfaon ne onerne que le snal alernaf Snal onnu : POASATON (pon de repos) Snal alernaf : AMPFATON (pon de fononnemen qu se déplae auour de sa poson de repos) X amplfaon es NA s A, le an de l amplfaeur se me sous la forme : A X X On parle de SATUATON s X aumene mas X rese onsan, dans e as A X Dfférens ypes d amplfaeurs : es ypes son fonon de la naure de X e X l exse quare ypes d amplfaeurs Amplfaeur de enson X ; X e A A amplfaeur de enson es déal s : A e e e s r pp r A A s o pp o Don A e s les deux ondons préédenes son respeées Pae /9 UANO

2 UFM Préparaon APT Géne lerque Amplfaeur de ouran X ; X e A A amplfaeur de ouran es déal s : A On a : Don : r r r r s ff A o o o s ff o Don A s les deux ondons préédenes son respeées 3 Amplfaeur à ransonduane X ; X e A m (a TANSONDUTAN) amplfaeur à ransonduane es déal s : m e r e e s r pp m o o o s ff o Don m e s les deux ondons préédenes son respeées Pae /9 UANO

3 UFM Préparaon APT Géne lerque 4 Amplfaeur à ransréssane X ; X e A m (a TANSSSTAN) amplfaeur à ransréssane es déal s : m r r r r s ff m o s pp m o Don s les deux ondons préédenes son respeées m 3 Paramères à onsdérer pour l ulsaon d un Transsor polare en alernaf: 3 es apaés de jonon S la jonon es polarsée en sens dre D : apaé de dffuson S la jonon es polarsée en sens nerse T : apaé assoée à la are d espae Ae D ff T Dans le Transsor polare : J es polarsée en sens dre don présene d une apaé J es polarsée en sens nerse don présene d une apaé Don on aura : ff ae pour ordre de randeur : pf e à 3 pf es apaés on une mpédane ω n onnu : ω, e en F, ω es rès éleée es apaés son en parallèle sur des réssanes plus fales e de e fa peuen êre nélées, sauf dans le as d une ulsaon à aue fréquene (F>Mz), où elles prennen une réelles mporane Pae 3/9 UANO

4 UFM Préparaon APT Géne lerque 3 a ransonduane m du ranssor Pour aor une amplfaon lnéare, on onsdère dans le as énéral des snaux alernafs de fale amplude par rappor aux aleurs de repos Dans aque rane du ru, l exsera un snal ompose : d d e e e e ( ( P ( e ( e Monae fondamenal pour amplfaon à Transsor polare : ( ( ( ( e Pour l amplfaon, on ne onsdérera que les randeurs alernaes, : Tenson d enrée ( e ouran de sore Pae 4/9 UANO

5 UFM Préparaon APT Géne lerque Par défnon la ransonduane m du ranssor polare es éale à : m d d m es déermnée rapquemen à parr de la anene au pon de repos de la araérsque f ( ) emarque : a aleur de m dépend de la poson du pon de repos, don de On adme que pour la polarsaon J es polarsée en sens dre don e e S ( T d d T T S e e omme d e repos S m d On ne peu pas ulse m pour fare un alul de polarsaon ; ee randeur es seulemen ulsale ae des randeurs alernaes T repos repos T 4 ude des énéralés sur le monae meeur ommun : 4 ru ype snω ae pp M M Pour amplfaon lnéare e e( ) M snω aem pp Pour amplfaon lnéare ( ( ( e ( ( e Pae 5/9 UANO

6 UFM Préparaon APT Géne lerque 4 es deux rus à onsdérer pour les aluls : amplfaon éan lnéare, on peu ulser le éorème de superposon On rae d une par la omposane onnue, e d aure par la omposane alernae l fau don onsdérer deux rus, e deux sémas équalens dfférens 4 Séma équalen pour la omposane onnue : es le ru à onsdérer pour fare le alul de la polarsaon On remplae ous les ondensaeurs par des rus ouers ω e quaon de la Droe de are Saque (DS) : ( ) 4 Séma équalen pour la omposane alernae : e ( ( onenalemen déouplée pour la fréquene de raal, alors d e ( ( e ( Ae // e ( ( ( e On remplae les ondensaeurs par des oursrus (Aenon à la aleur de l mpédane à la fréquene de raal), e la soure de enson onnue par ses araons d e as ééan, on endra ompe de la réssane nerne S la soure de enson onnue es e snal alernaf ne o pas la même malle en sore que le snal onnu à dsparu quaon de la Droe de are Dynamque (DD) : érure de la lo d Om dans la malle de sore ondu à : d d, don e ( ) e a droe de are dynamque passe par le pon de repos P e a pour pene d d e Pae 6/9 UANO

7 UFM Préparaon APT Géne lerque Pour raer la DD, on déermne K qu es l nerseon ae l axe DD pene On passe de P à K par une araon, araon orrespondan à P DS pene e K e ( quaon omplèe : d don d d d e ( ) e ( ), d'où ( ) e ( ) ( ) e Déermnaon de la onsane : On ér que la DD passe par P, es à dre ( ) e ( ) 43 Aaque en ouran Aaque en enson : On raalle sur le ru «u» par le snal alernaf ( T ( ( ( e e e Pae 7/9 UANO

8 UFM Préparaon APT Géne lerque Aaque en ouran : Soure de NOTON T e e r r ff T r r r r T T T Aaque en enson : Soure de Téenn T ( ( e ( ) e e r r pp T r e r r / / r e r e r or T ( ) don e r e T T Pae 8/9 UANO

9 UFM Préparaon APT Géne lerque omparason : Pour l aaque en ouran, on onsdère qu nrodu une fale dsorson sur la enson de sore e ( ( P 3 DD ( ( e ( e ( ) (Dsorson ar léère pene) ( Pour l aaque en enson, on onsdère qu nrodu une dsorson noale par le passae de qu s ajoue à elle de l aaque en ouran à, e ( ( 3 P DD ( e ( ( e ( (Grande Dsorson ar non lnéaré) ( Pae 9/9 UANO

10 UFM Préparaon APT Géne lerque 44 réae : Tenson de sore TOTA : e e Sous l nfluene du snal alernaf, le pon de fononnemen que sa poson de repos P e se déplae sur la DD, de pene es lmes de son déplaemen (pour une amplfaon) son M e M Pour éer le pénomène d éréae, l fau osr le pon de repos P au mleu du semen M M l y a deux ypes d éréaes : ( réae par Sauraon ( réae par loae DD pene M DD pene M P DS pene P DS pene M M e ( ) e ( ) SAT SAT 45 nfluene de la fréquene d ulsaon : SOT e Dans un monae à Transsor polare, on roue : es apaés des jonons du ranssor : e es apaés du monae : e (On a le ox de la aleur) Pae /9 UANO

11 UFM Préparaon APT Géne lerque Gan en enson F ou MF A TF HF Prse en ompe des apaés exéreures e f on néle, e, f Prse en ompe de, Fréquene f e f : fréquenes de oupure n asse Fréquene (F) : f e e e f f rès fales ω ω ω ω n Très asse Fréquene (TF) : f f e rese rès rands, e e ne son plus rès fales ω ω ω ω n Haue Fréquene (HF) : f f e ne son plus rès rands, e e resen rès fales ω ω ω ω 46 alssemen d un Séma équalen F (ou MF) du Transsor polare : 46 Paramères Hyrdes (n alernaf) quaon de fononnemen du ranssor en alernaf : e ree () fe oee () l exse don par défnon 4 paramères yrdes : e, fe, re, Déermnaon des paramères yrdes : On peu les déermner en fonon du pon de repos S e, alors e don e e (Pon de repos) De () on re : e e e : e es don analoue à une réssane De () on re : fe e e : fe es don sans uné es le GAN en OUANT Pae /9 UANO

12 UFM Préparaon APT Géne lerque S, alors don e (Pon de repos) De () on re : re e e : re es don sans uné De () on re : oe réssane de sore e e : es don analoue à une admane es la 46a : Déermnaon rapque des paramères yrdes es paramères fe e seron déermnés à parr de la araérsque de sore 3 3 fe e fe 3 3 ( e ( e ( oe ar e es éleée rès fale es paramères e e re seron déermnés à parr de la araérsque d enrée 3 ( ( 3 ( e éleé re re e e 3 3 e pas rès, don es rès fale s ( pp e Pae /9 UANO

13 UFM Préparaon APT Géne lerque 46 : Séma équalen du ranssor en alernaf e ree Soure de Téenn pour le ru d enrée fe oee Soure de Noron pour le ru de sore qu se ompore en soure de ouran e ree fe e 46 : Ordre de randeur des paramères yrdes : n oue rueur les paramères yrdes aren ae le pon de repos 4 don, ar pp re e re e e re e e D où le séma le plus ulsé : (ra le ype de ranssor PNP ou NPN) e fe e S pp ae 5 Ω oe oe e fe e Pae 3/9 UANO

14 UFM Préparaon APT Géne lerque qqkω ( à 3 k Ω), e or omme e e fe m alors, m fe, e qu ondu au séma suan : e e m e 5 es Monaes Amplfaeurs : 5 e monae meeur ommun (ra) es ros ondensaeurs du monae son oss de façon à se omporer omme des oursrus à la plus asse fréquene de raal de l amplfaeur e Séma équalen du monae en alernaf : e Pae 4/9 UANO

15 UFM Préparaon APT Géne lerque n ulsan les paramères yrdes on oen : e // e fe e ru perme de aluler la aleur des amplfaons en ouran e en enson // Traal demandé : aluler l amplfaon en enson A aluler l amplfaon en enson (ompose) A aluler l amplfaon en ouran ; (éponse : A ; (éponse : aluler l amplfaon en ouran (ompose) A A m ; (éponse : A e oe ) ( // e A e ) r // e) fe A ) ( oe) e ; (éponse : A A // ) e aluler la réssane d enrée du monae M ; (éponse : M // e ) aluler la réssane de sore du monae om ; (éponse : om ) oe n résumé : Amplfaon éleée en enson e en ouran ; Dépasae de π enre l enrée e la sore 5 e monae meeur ommun à are répare e e Pae 5/9 UANO

16 UFM Préparaon APT Géne lerque Séma équalen du monae en alernaf : / / / / e n ulsan les paramères yrdes on oen : e e e fe / / e 53 e monae ase ommune es ros ondensaeurs du monae son oss de façon à se omporer omme des oursrus à la plus asse fréquene de raal de l amplfaeur e Pae 6/9 UANO

17 UFM Préparaon APT Géne lerque Séma équalen du monae en alernaf : e n ulsan les paramères yrdes on oen : fe e // e e e ru perme de aluler la aleur des amplfaons en ouran e en enson Traal demandé : S néessare, on onsdérera que don de néler le ouran qu rule dans es suffsammen rand pour pouor érre : e qu perme fe aluler l amplfaon en enson A ; (éponse : A m ) fe aluler l amplfaon en ouran A ; (éponse : A ) e ( ) ( fe) e aluler la réssane d enrée T ( sur l émeeur ) ; (éponse : e T ) fe e aluler la réssane de sore ot ( sur le olleeur ) ; (éponse : ' fe ot r ( e ) ) oe r' e oe n résumé : e Amplfaon éleée en enson, Amplfaon en ouran ; éssane d enrée fale e de sore éleée Pae 7/9 UANO

18 UFM Préparaon APT Géne lerque 54 e monae olleeur ommun e es deux ondensaeurs du monae son oss de façon à se omporer omme des oursrus à la plus asse fréquene de raal de l amplfaeur Séma équalen du monae en alernaf : e n ulsan les paramères yrdes on oen : e e // e fe e ru perme de aluler la aleur des amplfaons en ouran e en enson Pae 8/9 UANO

19 UFM Préparaon APT Géne lerque Traal demandé : S néessare, on onsdérera que es suffsammen rand pour pouor érre : don de néler le ouran qu rule dans aluler l amplfaon en enson A ; (éponse : A ) m e qu perme aluler l amplfaon en ouran A ; (éponse : e ( fe) e A ) ( ) aluler la réssane d enrée T ( sur la ase ) ; (éponse : fe T e ) aluler la réssane de sore e( r // ) ot ( ue sur l émeeur ) ; (éponse : ot ) e fe n résumé : e Amplfaon en enson, Amplfaon en ouran éleée ; éssane d enrée éleée e de sore fale fe Pae 9/9 UANO

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