Transistor Bipolaire en Régime Variable: Amplification

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1 EUE n 1 : Electronique Générale apitre 7 Transistor Bipolaire en Régime ariable: Amplification Nombre d eures/capitre : 4 ours intégré Système d évaluation : ontinu OBJETFS DE L ENSEGNEMENT : - onnaître les composants élémentaires de l électronique et leurs applications dans les fonctions de base - Prendre en compte les limitations et des caractéristiques d'un composant réel, - Savoir exploiter un document constructeur. ONTENU THEORQUE : En premier lieu en détermine les éléments ybrides du transistor ainsi que son scéma équivalent en dynamique ou pour les petits signaux. En suite en détermine les quatre critères à accomplir pour caque étage amplificateur qui sont : le gain en tension, le gain en courant, l impédance d entrée et l impédance de sortie. En fin en arrange caque critère avec le type et le mode de polarisation de caque montage ou bien caque étage amplificateur. HELB Hassen 96

2 apitre 7 TRANSSTOR BPOLARE EN REGME ARABLE : Amplification 1. ntroduction : Le point de polarisation étant fixé appliquons des petits signaux à variation lente (par rapport aux constantes de temps mises en jeu dans le transistor) à 1'entree et à la sortie du montage. es signaux peuvent être appliqués à travers un condensateur de découplage. 2. Paramètres ybrides en Emetteur commun : Sur le réseau des caractéristiques de la figure -1, il est précisé, sur les courbes, le placement du point de fonctionnement définie par 1es coordonnées BO, O, BEO, EO. es courbes sont les représentations grapiques résultant des équations i = f ( v, i ) et v = f ( v, i ) E B BE E B Figure -1 HELB Hassen 97

3 Soient BO, O, BEO, EO les grandeurs de polarisation et i b, i c, v be, v ce les petites variations des grandeurs électriques ib, i, vbe, v E autours de leurs valeurs de repos. Les paramètres les plus souvent rencontrés sont les paramètres ybrides car trois de ces paramètres sont la transposition directe des caractéristiques rencontrées en régime statique: - gain en courant β - impédance d'entrée - pente des caractéristiques Les paramètres petits signaux en émetteur commun sont donnes par : v =. i +. v BE 11e B 12e E i =. i +. v 21e B E Leur interprétation grapique est donnée à la figure dentification des paramètres ybrides en émetteur commun 11e v BE = ib E= 'est l'impédance d'entrée si la variation de tension de sortie est maintenue nulle. 'est donc la pente de la caractéristique d'entrée au point de polarisation considérer. Nous l'avons déjà calculée dans le capitre sur les diodes 11 T e = D'ou un résultat important : le 11e B courant de base. (Pour T = 3 K, T 26m ). est inversement proportionnel au 21e i c = ib E= 'est le gain en courant si la variation de tension de sortie est maintenue nulle. Pour un transistor idéal pour lequel 1'equation des caractéristiques de sortie est = EO + β, 21e est équivalent à β (varie entre 2 et plusieurs centaines ) B HELB Hassen 98

4 12e i Δ = = ve ib= Δ E B = BO 'est la pente des caractéristiques ( serait nul si 1 les caractéristiques étaient orizontales). Pour =1mA, dizaines de kilo oms. v = BE v E ib= vaut quelques 'est le rapport des variations des tensions d'entrée et de sortie. e paramètre traduit donc le déplacement de la caractéristique d' entrée lorsque la tension de sortie varie. Typiquement 12e est de l'ordre de 1-3 à Pente du transistor : Le paramètre reliant le courant de sortie à la tension d'entrée est la pente du transistor Pour v E = Donc : v i = ; = 21 BE 11e B i i e B Pente : s 21e i = vbe 11 i β v 21e = = = BE 11e 11e Or : Donc : s = β ; 11 = T B e = D'ou le résultat important la ente pente d un transistor est proportionnelle au courant collecteur. T B HELB Hassen 99

5 5. Scéma équivalent simplifié du transistor : L'équation de définition des paramètres : vbe ib = ( H ) i v E est équivalente au scéma à une source de courant et une source de tension de la figure -2 E Figure -2 11e Nous avons vu que le paramètre 12e, est négligeable : soit, v i 12e E 11e B On peut remplacer le transistor par une source de courant commandée d'impédance d'entrée Figure -3 HELB Hassen 1

6 Remarque : Si la resistance exterieur connectee entre collecteur et emetteur d un transistor est faible 1 devant =, on pent remplacer le transistor par le scema suivant : Figure -4 1 Figure -4 HELB Hassen 11