Exercice 1 Comme le gain de chaque étage est fonction de sa charge, il est nécessaire de commencer l étude par le dernier étage.

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1 xercices! ours! xercice omme le gain de caque étage est fonction de sa carge, il est nécessaire de commencer l étude par le dernier étage. U On désigne par R la résistance équivalente à R // R. Soit ρ = R // R U, la carge de collecteur de T. On pose R = R = (R // R ). On admet que β Pas de découplage. Gain du e étage (voir page 85) : A = ρ /R =. Si i est le courant de base, le courant dans la résistance d émetteur est (β + )i La carge de T est ρ = R // R //R // ( + β.r ) =,5 kω Le gain du e étage est A = ρ /R =,5. Le gain total est +,5. L impédance d entrée est : Z = R // R // ( + β.r ) =,7 kω Découplage de T. Le gain du e étage est incangé : A = ρ /R =. La carge de T est incangée : ρ =,5 kω Le gain du e étage est A = βρ / = 5/0,45 = 55. Le gain total est L impédance d entrée est : Z = R // R // = 390 Ω. 3 Découplage de T. Le gain du e étage est incangé : A = βρ / = 00/0,45 =. La carge de T est : ρ = R // R //R // = 35 Ω Le gain du e étage est A = ρ /R = 0,35 <. La carge de l étage est trop faible. e couplage est à éliminer. 4 Découplage de T et de T. Le gain du e étage est incangé : A =. Le gain du e étage est A = βρ / = 3,5/0,45 = 7. Le gain total est Attention à la saturation et au bruit! L impédance d entrée est : Z = R // R // = 390 Ω. Pour une amplification en tension, il faut que l impédance de sortie d un étage soit faible devant l impédance d entrée de l étage suivant. xercice ) Le courant d émetteur du e transistor est I = (β + )I. Le courant de collecteur du e est : I = β I = β I = β β I. Le courant dans la résistance R inférieure est : I + I = (β + +β β)i β β I. ) V M = V = V + V M = 0,6 V + V =,4 V. V M = V = V + V M = 4 V + V = 8 V. Pour le calcul de V M, on note que le courant I est négligeable devant I : Les deux résistances R forment un diviseur de tension donc V M = 8/ = 4 V. V M = V A = V + V M = 4,6 V.

2 3) Le courant dans R est : V M /R = 0,9 µa. Le courant dans R est : ( V M )/R =,4 µa. Donc : I =,5 µa. I = I = β I = 300 µa et I = β β I = 30 ma 4) I = 30 ma et V M = 4 V R = 4/ = 33 Ω 5) alcul des pentes des transistors S = S 0 I = 38.0,3 =,4 ma/v = β /. Donc = 00/,4 = 7,5 kω. S = S 0 I = = 40 ma/v = β /. Donc = 00/40 = 87,7 Ω. A F 7) La tension d entrée vaut : v = i + v. v = {(β + ) + β β }R.i v /v β β R/( + β β R ). β β R =,66 MΩ >>. v = v + β β R.i = (β + +β β )R.i v /v β β R/( + β β R ). 8) La résistance de sortie ρ est en // sur R ; on pose R = R // ρ = R.ρ/(R + ρ) La résistance d entrée Z vaut R // (v /i) = R // R // ( + β β R ). Avec Z 00 kω, on tire : ( + β β R ) 4 kω et R 0 Ω. ompte tenu de la valeur de R la valeur de la carge ρ doit donc être supérieure à 3 Ω. Le montage est un adaptateur d impédance. xercice 3 On dessine le circuit équivalent en régime de petits signaux : i 4 i' 3 ' v = ( + (β + ).R 4 ).i + R 4. v R 4 β(i + i ) v S = v + R 3 β.i = R 4 β(i + i ) + R 3 β.i Dans la maille masse,, R et R, on a : R β.i =.i +(β + )R.i R β.i. Donc : i = i.r /R t : v = R 4 β( + R /R )i v S = v + βr 3.R /R.i RR 3 v S /v = A V =+ R4( R+ R3) = 9,5. Z = v /i = { + βr 4 ( + R /R )} = 78 kω Pour le calcul de Z S, il faut écrire que l impédance de sortie est le quotient de la tension de sortie à vide par le courant de court-circuit : Z S = v TàV /i S. Le circuit avec la sortie en court-circuit est : v ' = { + βr 3.R 4 /(R 3 + R 4 )}.i i = R /R i Le courant de sortie est alors i S = i i' La tension de sortie à vide est v TàV = A V.v = A R + R R 3+ R ZS = 30 Ω. R β R4 xercice 4 n régime variable, la base de T est à la masse (découplage par un condensateur).

3 = i +. v = {(β + )R + }.i βr.i S = i +. v = {(β + )R + }.i βr.i v S = βr.i v S /v R /R. +0 d correspond à un gain de 0. On prend comme origine des potentiels continus le point N ( ). On prend V N = V A l /5 (stabilisation termique) soit (5 + 5)/5 = 6 V. Le potentiel continu du collecteur de T (émetteur de T ) reste constant car le potentiel de base de T est imposé par le pont R 3, R 4. Pour obtenir en sortie une dynamique de V, il faut que V = 6 V. On prend donc pour V et R.I la même valeur de 9 V (30 6.)/. Le texte conseille la valeur I = 6 ma. Donc R = 9/6.0 3 =,5 kω et R = 6/6.0 3 = kω. omme le gain doit être égal à 0, on décompose R en deux résistances, une contre-réaction de 50 Ω qui détermine le gain et une de 80 Ω qui sera découplée par un condensateur. Le courant base vaut I = /80 = 75 µa. On envisage un courant dans le pont égal à ma. Le potentiel de base de T est 6,7 V. 6,7/R = (30 6,7)/R On tire R = 3,3 kω et R = kω. Le potentiel de base de T est,7 V. Donc :,7/R 4 = (30,7)/R 3 On peut prendre : R 3 = 9, kω et R 4 = 9, kω L impédance d entrée est : R // R // βr. elle de sortie est R. est un montage adaptateur d impédance adapté d un montage réalisé à l origine avec des triodes. xercice 5 e étage : R.I = 0,7 ( 0 V) = 9,3 V. Donc I = I ma. R.I = 8 V. Donc V = V V. Gain du e étage : G = R /R =,95. e étage : V = V 0,7 V =,3 V. I = I =,3/750 =,73 ma. V = 0 9,.,73 = 4, V. Gain du e étage : G = R /R =. 3 e étage : V 3 = V 0,7 V = 3,5 V. I 3 = I 3 = 3,5/500 =,33 ma. V 3 = 0 4,3.,33 = 0 V. G 3 = R /R =,86. Le diviseur de tension final divise le gain total par. Le gain de l ensemble est donc : G = ½(G.G.G 3 ) = 33 xercice 6 Le potentiel de base vaut R.V /(R + R ) = 56.0/06 = 5,4 V. elui de l émetteur est donc voisin de 4,8 V. est aussi la cute de tension dans R car R = R. Le potentiel continu de collecteur est donc égal à 5 V. Le V du transistor est donc voisin de (0 5 5) soit 0 V. Les tensions de sortie v S et v S sont opposées : le dépasage est égal à 80. L amplitude maximum sans distorsion des tensions de sortie est égale à ± 5 V.

4 xercice 7 alcul de : V M = 30.3/(6 + 3) = 0 V. V M = 9,3 V ; I = 9,3 ma. = 6.75/9,3 500 Ω. Le circuit d entrée se comporte comme un circuit série R constitué du générateur, de sa résistance interne R G, de et de la résistance d entrée R de l étage (voir page 89). R = {R // R // ) = 400 Ω. v G = (R G + R + Z ).i ; v = R.i e circuit se comporte comme un filtre du premier ordre dont le gain est égal à: A = R et dont la fréquence de coupure est : ( R + RG ) + Z f = ( Z. ω) π( R + RG ). =. AN : f = 34 Hz. De même, le circuit de sortie est équivalent à un générateur de tension égal à A V.v, de résistance R, qui débite dans S et R U. e circuit se comporte comme un filtre du premier U ordre dont le gain est : A= R et qui admet comme fréquence de coupure : R U+ RS + Z ( ) f = (Z= S. ω) π( R+ R U).. S AN : f = 6 Hz. ( est le circuit d entrée qui impose la coupure à 34 Hz). La valeur très grande de D fait que la fréquence de coupure liée à ce condensateur sera beaucoup plus faible. xercice 8 Le courant dans le condensateur est : I = (V V S )/Z = V ( A)/Z. V /I = Z /( A) = /jω( A). L impédance vue par l entrée est celle d un condensateur de valeur ( A) en parallèle sur l entrée du quadripôle. n sortie, on peut écrire : I = (V S V )/Z = {V S ( /A)}/Z. V S /I = Z.A/(A ). L impédance vue à la sortie est celle d un condensateur de valeur (A )/A en parallèle sur la sortie du quadripôle. Dans les transistors, une capacité interélectrode (par exemple entre le collecteur et la base) couple l entrée et la sortie. est l effet Miller. Si le gain de l étage est grand, cette capacité parasite introduit, en parallèle sur l entrée, une capacité importante (égale à A fois la capacité parasite). xercice 9 L équation de carge du condensateur est : v = { exp( t/r)}. D après la définition, on tire : 0,. = { exp( t/r)}. exp( t/r) = 0,9 0,9. = { exp( (t + T)/R)}. exp( (t + T)/R) = 0, exp( T/R) = /9 soit : T/R = Ln9, T =,.R La fréquence de coupure (f H = /πr) s écrit : f H =,/πt = 0,35/T.

5 Au lieu de mesurer en sinusoïdal la fréquence de coupure de l amplificateur, on peut alimenter l entrée avec un signal en écelon (en pratique on utilisera un signal rectangulaire) et mesurer avec un oscilloscope le temps de montée du signal de sortie correspondant. On dit que l on fait une étude «temporelle» à la place d une étude «fréquentielle». On utilise souvent cette métode car elle est beaucoup plus rapide à mettre en œuvre que la métode classique qui consiste à relever point par point la courbe de réponse en fonction de la fréquence d un signal sinusoïdal. xercice 0 Le gain d une cellule est H = /( + jx) ; celui de N cellules en cascade est donc égal au produit des gains de caque cellule : H N = /( + jx) N. G N= HN. H * N= = ( + jx) N. ( jx) N ( + x² ) N La fréquence de coupure de l ensemble se produit pour : G = N = N + x ² = x² = / N x= / N ( ) xercices! Retour au menu!