CORRECTION EXO2-PC1 On rapelle :

CORRECTION EXO2-PC1
On rapelle :
-L’impédance d’entrée d’un quadripôle est déterminée en calculant le rapport de la tension
d’entrée sur le courant d’entrée.
-L’impédance de sortie d’un quadripôle est déterminée en enlevant la charge et en disposant
à sa place un générateur fictif e0 qui injecte un courant i0 à partir de la sortie. Le générateur
d’entrée étant court-circuité, la résistance de sortie est obtenue par le rapport e0/i0.
I – Premier quadripôle :
Le signal source ou signal utile est connecté
directement à la charge RL à alimenter.
1 – Le générateur (eg,Rg) voit devant lui la résistance
RL, alors que la charge RL voit devant elle un
générateur de résistance interne Rg :
1 - Re = RL = 100.
RS = Rg = 100k
Av = Vs/Ve = 1
4-
L
Lg
e
e
s
g
s10 9.99
R
R
RR c e
v
.
v
v
e
v
gL
V
g
vg R
.AA
4-2
vg
s
g
L109.98 A
v
P
P
entréed' Puissance sortie de Puissance
L
gL
2
g
ge
L
2
R
RR
e
RR
R
G
Vseff = Veeff.Avg = 99.9V.
L’amplification en puissance est dérisoire et le niveau de tension en sortie est très
faible.
II – Deuxième quadripôle :
1 - Le transistor est cablé en collecteur commun. Ce montage présente une impédance
d’entrée élevée, une impédance de sortie faible et un gain unitaire. Il est utilisé comme
adaptateur d’impédance.
2 – Polarisation :
0.RE = 200*5k = 1000 k
10R1//R2 = 10(100k //100k) = 500k
Puisque 0.RE > 10R1//R2,
9.7V V V IR V
1.66mA I IR V V
R R R
V
CECECECC
CCEBECC
21
1
B
Résistance base-émetteur = r1 = UT/IB = 0UT/IC = 3 k
(UT = 25mV)
R
2
R
1
R
E
A
C
D
B
VCC
VB
R
2
R
1
VCC
VB
R
2
R
1
VCC
VB
Rg
RL
Re
eg
A
B
D
C
ve
vs
RS
Av0ve
= ve

3 – Schéma équivalent petits signaux :
Le générateur de tension continu est rendu inopérant, donc court-circuité. Chaque
condensateur dont l’impédance est considérée comme négligeable à la fréquence du signal
d’attaque est également remplacé par un court-circuit.
Le montage C.C. est alimenté par (eg, Rg) et est chargé par RL :
4 – Résistance d’entrée = Re = (R1//R2)//[r1 + (RE//RL)]  15.6k
Résistance de sortie = Rs = {RE//[r1 + (R1//R2//Rg)]}/   173 
0.86
R (R r
1
1
v
v
A tension en Gain
LE
1
e
s
v
)//
Gain en tension composite :
0.116
R R R
A
e
v
v
v
e
v
A ge
e
v
g
e
e
s
g
s
vg 
 .
5 – Gain en puissance =G = 15.6 et Vseff = 11.6mV
III – Troisième quadripôle:
1 – Dans l'amplificateur rajouté, Le transistor est monté
en émetteur commun. Cet amplificateur présente une
impédance d'entrée moyenne, une impédance de sortie
moyenne et un gain en tension élevé. Son gain en
puissance est également élevé.
2 – Polarisation
On considère le régime statique. On ne fait intervenir que
le générateur de tension continu, le générateur
dynamique étant rendu inopérant donc court-circuité.
Tous les condensateurs peuvent être considérés comme
des circuits ouverts. Par conséquent, au regard de la
polarisation, les 2 montages 1 et 2 sont indépendants et
la résistance d'émetteur du 2ème montage est égale à
R'E1+ R'E2. Ce montage se réduit au schéma ci-contre :
10R'1//R'2 = 10(10kkk
0(R'E1 + R'E2) = 200(50 + 950) = 200k10R'1//R'2
vs
r1
RE
Rg
ib
ib
eg
ve
R1//R2
i
e
b
c
RL
i1
vs
r1
RE
Rg
ib
ib
eg
ve
R1//R2
i
e
b
c
RL
i1
Rg
RL
Re
eg
A
C
D
B
ve
vs
VCC
VB
VCC
R’2
R’E1
VCC
RC
R’1
R’E2

7.4V V V )IR R'(R' V
5.3mA I )IR'(R' V V
R' R' R'
V
CECECCE2E1CC
CCE2E1BECC
21
1
B
Résistance dynamique de la diode base-émetteur = r2 = UT/IB = 0UT/IC = 943 
3 – Modèle dynamique du troisième quadripole:
En régime dynamique, le générateur statique
Vcc ainsi que les condensateurs sont
remplacés par des liaisons directes (ou ’’fils’’).
Ce quadripôle est attaqué par le générateur
présenté par la sortie du collecteur commun ,
et est chargé par la résistance RL.
4 – L'impédance Re2 de l'étage 2 est égale au rapport de la tension d'entrée,soit ve1 sur le
courant d'entrée,soit i'. Le même procédé de calcul donne:
Re2 =(R'1//R'2)//(r2 + R'E1)  4k(La résistance de l’émetteur commun est indépendante de
la charge et du générateur d’attaque).
La modélisation quadripolaire de chaque amplificateur permet d’obtenir le schéma du
montage complet :
L'impédance d'entrée de l'ensemble du montage est égale à celle de l'étage 1 qui n'est plus
chargé par RL, mais par Re2.
Re = (R1//R2)//[r1 + (RE//Re2)]  45k
D
vs
r2
R'E1
ib2
ib2
ve1
R'1//R'2
e
b
c
RL
i1
RC
i'
C
Etage 2 : E.C.
vs
Rg
eg
vs1
i
RL
Rs1
Re1
ve
Av01ve1
Etage 1 : C.C.
A
C
B
D
vs
Rs2
Re2
Av02ve1
ve1

Gains en tension:
0.51-
R R R
A
e
v
v
v
e
v
Acomposite Gain
1.64- AA
v
v
*
v
v
v
v
A ensemblel' de tension en Gain
0.994
R (R r
1
1
v
v
A 1 étagel' de tension en Gain
:écrits' R parchargéCCeuramplificatl'degainLe
1.65-
R' r R // (R v
v
A 2 étagel' de tension en Gain
:écrits' R parchargéECeuramplificatl'degainLe
e1g
e1
v
g
e
e
s
g
s
vg
v2v1
e
s1
s1
s
e
s
v
e2E
1
e
s1
v1
e2
E12
LC
s1
s
v2
L
*
)//
)
6 – Gain en puissance
mV51A*e
R
RR
e
RR
R
G
vggeff
L
gL
2
g
ge
L
2
seff
2
vg
s
g
L
v
362 A
v
P
P
entréed' Puissance sortie de Puissance
7 – On applique un générateur fictif e0 à la place de RL qui injecte un courant i0 dans le circuit
et on court circuite le générateur eg.
ve est alors nulle de même que Av0e et Av0e1. Le montage complet devient alors :
La résistance de sortie égale à e0/i0 est Rs2, soit la résistance de sortie du montage E.C. et
donc = RC = 1k
8 – Le montage possède une impédance d'entrée élevée grâce au collecteur commun, un
gain en puissance élevé grâce à l'émetteur commun. On perd cependant de la tension en
sortie car la résistance de sortie est 10 fois plus élevée que la charge.
Il faut donc rajouter un montage qui présentera une impédance nettement plus grande que
RS2 à l’entrée et une impédance nettement plus petite que RL en sortie. Faisons les calculs
dans le cas où ce montage est le même que le collecteur commun choisi dans la question II.
Le montage complet est alors le suivant :
e0
Etage 2 : E.C.
Rg
vs1
i
Rs1
Re1
ve
Etage 1 : C.C.
A
C
B
D
vs
Rs2
Re2
ve1

On représente chaque amplificateur par son modèle quadripolaire et on obtient l’ensemble
suivant :
- Le 1er étage est toujours chargé par Re2 et attaqué par (eg,Rg) :
Re1  45 kRS1 173Av1 = 0.99
-Le 2ème étage est attaqué par le générateur (Av01, RS1) et chargé par Re2. Son impédance
d’entrée et son impédance de sortie sont indépendants de la charge et du générateur :
Re1  4 kRS2 RC=1k
Il est par contre chargé par Re3 (au lieu de RL dans la question précédente) :
17-
R' r R // (R v
v
A 2 étagel' de tension en Gain e32
LC
s1
s
v2 
 )
-Le 3éme étage est attaqué par (Av02, RS2). Le gain en tension et la résistance d’entrée du
collecteur commun sont indépendants de la résistance du générateur . Il est sous la même
condition de charge que dans la question I. Par conséquent :
Re3  15.6 k Av1 = 0.99
RL
Rg
eg
R
2
R1
R
E
A
C
R
2
R
2
R
2
RE
B
D
VCC
R
2
VCC
R
2
R1
VCC
R’2
R’E1
RC
R’1
R’E2
Rg
eg
vs1
i
Rs1
Re1
ve
Av01ve1
Etage 1 : C.C.
A
B
D
Rs2
Re2
Av02ve1
ve1
RL
C
vs
Av03ve2
Re3
Rs3
ve2
vs2
Etage 2 : E.C.
Etage 3 : C.C.