Systemes amplificateurs

Amplificateurs et systèmes
Amplificateurs
I_ amplificateurs de puissance :
_ un système amplificateur comprend généralement plusieurs étages
_ Cf fig 8_1
_ l’(es) étage(s) d’entrée servent à faire amplification en tension (constituées de
transistors fonctionnant en petits signaux P < 0,5W)
_ l’(es) étage(s) de sortie doivent amplifier la puissance
Les courants de sortie sont élevés car les résistances de charge sont faibles (HP : 3à 20
)
On utilise des transistors de P (Pd > 0,5W)
Ex : 2N 1936 L Pd (max) = 4W à 25°c
1) amplificateur en classe A :
Un amplificateur appareil de classe A si le point de fonctionnement Q du transistor
est situé en zone linéaire (ICQ  0 et VCEQ  0)
 dynamique (excursion) du signal de sortie :
La dynamique du signal alternatif de sortie est la tension alternative càc (Pic à
Pic) maximale non écrêtée qu’un amplificateur peut produire
Montage E.C. :
_ Cf fig 8_2 et 8_3 « circuit alternatif de sortie »
 droite de charge statique :
Ic = Vcc- VCE
Rc + RE
 Droite de charge dynamique :
ic = -VC2/R’L  ic – ICQ = -( VCE – VCEQ)/R’L
_ Cf fig 8_4
Excursion max : ( à partir de Q)
Vppmax = 2( VCEQ + R’L ICQ – VCEQ) = 2 R’L ICQ
Deuxième cas de figure :
_ Cf fig 8_5
_ l’excursion maximale Vpp max est la plus petite des 2 valeurs 2R’L ICQ et 2 VCEQ
_ l’excursion max Vppmax dépend de la position du point de fonctionnement et de la
pente de la droite de charge dynamique
R : on obtient des résultats semblables pour les montages CC. BC.
_ Cf fig 8_6
_ Vpp est la plus petite des 2 valeurs
2 R’L ICQ
2VCEQ R’L
R’L + RE
1
 plus grande excursion maximale du signal de sortie
Pour avoir la plus grande excursion max du signal de sortie, il faut positionner le
point de fonctionnement au milieu de la droite de charge dynamique
R’L ICQ = VCEQ (E.C. ; B.C. ; C.C.)
R’L ICQ = VCEQ.R’C (stabilisée)
R’L + RE
fonctionnement en classe A :
un amplificateur en classe A fonctionne tout le temps dans la région linéaire. Le
courant de collecteur circule pendant les 360° du cycle alternatif
_ Cf fig 8_8
 puissance de charge :
VL = VLM sin t
PL = V²L eff/ RL
VLeff = VLM/2
PL = V²LM/ 2RL
PL = V²LM/ 2RL = V²ppL/ 8RL
 bilan de puissance :
 puissance Max en charge :
PL (max) = Vpp²L (max)/ 8 RL = pp²/8RL
 puissance continue dissipée par un transistor :
PDQ = VCEQ * ICQ
PDQ = puissance dissipée au repos
 puissance continue d’alimentation (continue) :
_ Cf fig 8_9
Ps = Vcc.Is = Vcc (I1 + Ic)
I1 # Vcc/ (R1 + R2)
La moyenne des variations du courant collecteur est nulle
En conséquence, si l’on applique ou non un signal alternatif, la source continue doit
fournir le courant Is
_ Rendement global d’un étage :
le rendement d’un étage est le rapport de la puissance maximale alternative débitée
dans la charge à la puissance continue d’alimentation
 = (PL (max) / Ps) * 100%
_ rendement de conversion (Théorique)
Ps = Vcc.I1 + Vcc ICQ = P1 +Pcc
c = (PL(max) * 100%)/Pcc = puissance alternative max fournie à la
charge/puissance = fournit au circuit de sortie
R : le rendement de conversion est l’aptitude d’un amplificateur à convertir la
puissance continue
Rs = (V2/i2)V1 = 0
V2 = (rd//Rs)(i2+gmVgs)
V2 = -Vgs
V2 (1+(rd//Rs)gm)= (rd//Rs)i2
 Rs = (Rd//Rs)/(1+(rd//Rs)gm) = rd//Rs//1/gm
 si rd >> Rs  Rs Rs / (1+Rsgm) = Rs //1/gm
2
ex : gm = 2000 s
1/gm = 500
 Rs < 500
1) amplificateurs de classe B :
 Amplificateur Push-Pull :
_ Cf fig 8_11
_ Cf fig 8_ 12
_ Cf fig 8_13
_ Cf fig 8_14
_ Cf fig 8_15
 distorsion :
_ Cf fig 8_15
_ Cf fig 8_16
 bilan de puissance en classe B :
_ Cf fig 8_19
_ Cf fig 8_18
_ Cf fig 8_20
3