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INT 2006 - 2007
Module SF 11
SYSTÈMES ET FONCTIONS DE L'ÉLECTRONIQUE
CONTRÔLE DES CONNAISSANCES
1h30 AVEC DOCUMENTS MANUSCRITS
On considère le montage amplificateur à transistor à effet de champ suivant (entrée e, sortie s) :
RD
D
D
C1
G
+
S
T1
G
T2
E
S
+ e
RG
RS2
RS1
s
C2
Le montage est alimenté par une source de tension continue E = 20 V.
Les condensateurs C1 et C2 sont des condensateurs de liaison ou de découplage: ils se présentent
comme des circuits ouverts en continu et comme des courts circuits en régime de variations.
Les transistors à effet de champ T1 et T2 sont de nature identique.
On donne :
RD = 5 kΩ
RG = 1 MΩ
1. On désire étudier le régime continu (régime de polarisation) du montage.
1.1.
Représenter le schéma du montage en régime continu.
1.2.
On suppose que les transistors sont polarisés dans leur zone de fonctionnement
« normal » : courant de grille nul et courant de drain lié à la tension VGS par la relation :
ID = IDSS (1 –
VGS 2
)
VGSoff
IDSS = 8 mA
VGsoff = – 4V
On souhaite que les deux transistors soient polarisés avec une tension VGS égale à –2V.
1.2.1. Calculer les courants circulant dans les deux transistors.
2
1.2.2. En déduire la valeur de la résistance RS1 permettant de réaliser VGS1 = – 2V.
1.2.3. Déterminer le potentiel sur le drain du transistor T1. En déduire la valeur de RS2
permettant de réaliser VGS2 = – 2V.
1.2.4. Déterminer les valeurs des tensions drain-source VDS1 et VDS2 des deux transistors.
2. Étude du régime de variations (régime alternatif ou dynamique) : e ≠ 0
G
En régime de variations, chaque transistor est
supposé caractérisé par le schéma équivalent cicontre.
D
gm vgs
vgs
S
2.1. Préciser l’expression générale et la valeur de gm intervenant dans les schémas équivalents
des deux transistors.
2.2. Donner le schéma équivalent de l'amplificateur en régime de variations.
2.3. Déterminer l'expression de la tension de sortie s en fonction de e et des éléments du montage
et faire l'application numérique.
2.4. Déterminer la résistance d'entrée Re du montage.
AP/20/01/2007
INT 2006 - 2007
Module SF 11
SYSTÈMES ET FONCTIONS DE L'ÉLECTRONIQUE
CORRIGÉ DU CONTRÔLE
1.2.1. En appliquant la relation :
V
ID = IDSS (1 – GS )2 on obtient :
VGSoff
1.1.
I D1 = 2mA
RD
I D2 = 2mA
D
D
G
G
T2
+
S
T1
E
S
RG
1.2.4.
1.2.3. VD1 = E – RD ID1 = 10 V
RS2
RS1
1.2.2. On a : VGS1 = VG1 – VS1 = –VS1
VS1 = RS1 ID1
RS1 = 1000 Ω
soit :
VGS2 = VD1 – VS2
VS2 = 12 V
VS2 = RS2 ID2
RS2 = 6000 Ω
soit :
VDS1 = VD1 – VS1
VDS1 = 8V
VDS2 = VD2 – VS2
VDS2 = 8V
La tension VDS de chaque transistor est supérieure à – VGSoff : l’hypothèse du régime normal
est légitime.
gm = – 2
2.1.
I DSS
V
(1− GS )
VGSoff
VGSoff
gm1 = gm2 = 2 mS
2.2.
G2
D1
G1
gm vgs2
vgs2
gm vgs1
e
D2
+
S2
RD
vgs1
RS2
RG
s
S1
2.3. s = RS2 gm vgs2
2.4.
vgs2 = – gm vgs1 RD – s
vgs1 = e
s
g m RD
=–
=–9,2
1+1 / g m RS 2
e
Re = RG = 1MΩ
AP/20/01/2007