Etude d`un préamplificateur pour microphone à transistors

Contrôle n°1 , Avril 2009
3IMACS – BE électronique
Durée 1h30
Aucun document autorisé
Calculatrice autorisée
Barème donné à titre indicatif (peut évoluer légèrement)
NB: Lorsqu'on demande de déterminer une grandeur, on fera systématiquement un développement
littéral puis numérique à la fin.
NB: Pour l'ensemble du sujet, concernant les transistors :
ib
vbe
ic=. ib
vce
Toutes les tensions sont référencées à la masse
Etude d'un préamplificateur pour microphone à transistors
Cahier des charges :
Préamplificateur prévu pour un microphone ayant une impédance interne de : 1kΩ.
Impédance de charge prévue : 1kΩ
Gain en charge (impédance d'entrée du microphone de 1kΩ. et charge de 1kΩ : 40dB +/- 3dB
Amplitude maximale de sortie : mieux que 770 mVeff
Niveau de tension du microphone : 7,70 mVeff
Schéma proposé :
controle_1_2009.odt 1/2
rπ
B
E
CSi Ic0 (courant de collecteur de repos) est
positif (transistor passant) :
rπ = uT / Ib0
uT = 25mV
Vbe0 = 0,6V
Caractéristiques des transistors ( identiques):
β = 100
Vcesat = 0,2V

Etude du montage collecteur commun
1. Si l'on admet que la tension continue de base de Q1 est effectivement 6.7V (voir schéma),
vérifier les valeurs (par calcul) de la tension continue d'émetteur ainsi que du courant
continu de circulant dans la résistance R.
2. Déterminer puis calculer le courant continu de base de Q1.
3. Déterminer puis calculer l'impédance dynamique d'entrée, Re1, de ce montage (vue depuis la
base de Q1). Pour cela, on ne fera aucune approximation. Le condensateur de sortie sera
considéré comme un fil à la fréquence de travail.
4. Déterminer puis calculer l'amplification en charge, de cet étage, Av1.
5. Tracer alors le schéma équivalent dynamique du montage, faisant apparaître Re1, Av1, Rch.
NB: dans ce cas, l'impédance de sortie n'apparaît pas, puisque Av1 a directement été défini
pour la résistance Rch.
6. Déterminer les tensions de blocage et de saturation. Sont-elles compatibles avec le cahier
des charges ?
Etude du montage émetteur commun
On considère le montage autour de Q2, à vide (Q1 non relié).
7. D'après les données des courants fournies sur le schéma, que peut on dire du courant
circulant dans le pont R1-R2 vis à vis du courant absorbé par Q2 ?
8. Recalculer alors toutes les tensions et tous les courants de repos du montage et vérifier que
les valeurs sont bien en adéquations avec ce qui est donné sur le schéma. Si ce n'est pas le
cas, si des différences non négligeables sont constatées pour certaines valeurs, proposez une
explication.
9. D'après la question 2, que peut-on dire du potentiel continu du collecteur de Q2, lorsqu'on
branchera Q1 ?
10. Déterminer puis calculer l'amplification dynamique Av2, du montage, en considérant que Rg
vaut 0 et que Q1 n'est pas branché (amplification à vide). Là encore, les condensateurs
seront considérés comme des fils (court-circuits). On ne fera aucune approximation.
11. Déterminer puis calculer l'impédance d'entrée dynamique du montage
12. Déterminer puis calculer l'impédance de sortie dynamique du montage.
Etude dynamique du montage complet
13. A partir des questions 5, 10, 11 et 12, tracer le schéma équivalent dynamique complet du
préamplificateur. On fera apparaître la tension e du microphone ainsi que sa résistance Rg
interne.
14. En déduire l'expression et la valeur de l'amplification du montage en charge et vérifier
l'adéquation avec le cahier des charges
RAPPELS :
•impédance de sortie d'un montage : Elle se calcule en deux temps, d'abord la
détermination de la tension de sortie à vide (vs0), puis le courant de sortie, charge en court-
circuit (iscc). Ensuite, on détermine la résistance en opérant le rapport Rs = vs0 / iscc.
•Valeur efficace pour une sinusoïde(et uniquement dans ce cas!!!):
Veff = Vmax / √(2)
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