12. L`amplificateur transistorisé

Cours 12
L’amplificateur transistorisée

TABLE DES MATIÈRES
12. L'AMPLIFICATEUR TRANSISTORISE 12-1
12.1 Principe (Classe A) 12-1
12.1.1 Couplage 12-1
12.1.2 Amplificateur et inverseur 12-2
12.2 Résistance dynamique d'émetteur (ou transconductance) 12-3
12.2.1 Cas du transistor bipolaire 12-3
12.2.2 Cas du transistor à effet de champ 12-5
12.3 Impédances d'entrée et de sortie 12-8
12.4 L'amplificateur en classe ab 12-10
12.4.1 l'amplificateur suiveur (collecteur commun) 12-10
12.4.2 Montage push-pull 12-12
12.4.3 Puissance dissipée par un push-pull (audio) 12-15

L’amplificateur transistorisée page 12-1
12. L'amplificateur transistorisé
12.1 Principe (Classe A)
Le qualificatif classe A signifie qu'un transistor traite les deux alternances du signal au
complet; on dit communément 360° du signal. Ceci implique que le transistor doit avoir
un courant de repos (IC) tel, qu'il soit possible de le faire varier sur plage assez grande
dans les deux sens; c'est-à-dire, en augmentant et en diminuant. Comme vu
précédemment, on choisit généralement un courant étant à peu de chose près la moitié du
courant de saturation du collecteur.
12.1.1 Couplage
À la Figure 12-1, grâce à C1, servant de barrière pour le courant continu mais laissant la
porte ouverte au signal alternatif, on introduit une perturbation à la base du transistor. On
dit que C1 sert de couplage. On choisit un condensateur dont la réactance est faible dans
la plage de fréquences pour laquelle l'amplificateur sera utilisé. Il faut considérer la
fréquence la plus basse. Si le circuit est utilisé à l'intérieur d'une application audio, on
considère la plage de 20Hz à 20kHz. Il faut dans le cas de Figure 12-1 que XC1 soit plus
petite que la somme de l'impédance d'entrée, ici étant 8,3k et de la résistance interne de
la source de signal.
Ucc = 15V
RC
10k
RE
1k
R1
100k
R2
10k
1µF
1µF
Sortie
Entrée
C1
C2
+
+
Rc
(charge)
Figure 12-1
En supposant une résistance interne de source de 600:
C1 = 1 / (2 x (8,3k + 600) x 20Hz) = 895nF (1µF standard)
La même idée s'applique à C2. Il faut que sa réactance soit plus petite que la somme de
RC et de la charge (RC détermine Z sortie). En supposant une charge de 100k on
calcule ainsi C2:
C2 = 1 / (2 x (100k + 10k) x 20Hz) = 72,4nF (0,1µF standard)

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12.1.2 Amplificateur et inverseur
Examinez la Figure 12-2. La tension provenant du signal d'entrée vient se superposer à la
tension continue présente à la base du transistor. On retrouve ensuite de nouveau le signal
d'entrée à l'émetteur avec la composante continue abaissée de 0,7V par rapport à la base.
Le courant IC (ou IE) du transistor se trouve alors à varier autour de son point de
polarisation au gré du signal d'entrée. Si le signal d'entrée a, par exemple, une amplitude
de 1V crête à crête, la variation de courant dans RE sera de 1V / 2,2k = 445µA crête à
crête. Cette variation de courant se répercute dans la résistance du collecteur et on
observe à ses bornes une variation de tension de 455µA x 22k = 10V crête à crête. On a
donc un gain par rapport à la tension d'entrée, ce gain étant le rapport entre RC et RE.
Cette variation de tension est ensuite véhiculée à la charge via le condensateur de
couplage C2.
La tension de sortie présente une autre particularité. En plus d'avoir une plus grande
amplitude elle est inversée. C'est à dire que l'alternance positive du signal d'entrée est
reproduite à la sortie comme étant l'alternance négative et vice versa. Ceci explique le fait
de dire que gain est négatif. Un transistor est amplificateur inverseur.
Av = -RC / RE
Ucc = 15V
RC
10k
RE
1k
R1
100k
R2
10k
1µF
0,1µF
Sortie
Entrée
C1
C2
+
0V
0,5V
-0,5V
1,38V
1,88V
0,88V
1,18V
0,68V
0,18V
8,2V
13,2V
3,2V
5V
0V
-5V
Figure 12-2

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12.2 Résistance dynamique d'émetteur (ou transconductance)
12.2.1 Cas du transistor bipolaire
Ucc = 15V
RC
10k
RB
2M
Sortie
Entrée
C1
C2
+
+
ß = 100
VBE = 0,7V
Figure 12-3
Si on est en présence d'un amplificateur tel la Figure 12-3, quel élément va déterminer le
gain de l'amplificateur? C'est la résistance dynamique de la jonction base-émetteur. Un tel
amplificateur peut atteindre facilement un gain de -300, mais la distorsion est importante.
Si il est vrai que ce montage a une piètre performance en courant continu il en est de
même en courant alternatif.
La tension alternative, via le condensateur de couplage, se trouve à être appliquée
directement aux bornes de la jonction base-émetteur. Cette tension crée donc des
variations de courant de collecteur selon la relation suivante IE(VBE).
IE = IS x eUBE / 26mV (à 25°C)
ou encore:
UBE = 26mV x ln (IE / IS)
où:
IS = est le courant de saturation de la jonction: 10-13 A
Cette fonction de transfert est exprimée graphiquement à la Figure 12-4.