électronique - au Lycée Saint

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Saint Cricq
PAU
Cours
ÉLECTRONIQUE
T BEP
métiers de l'électronique
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L'Amplificateur Intégré Linéaire ou A.I.L.
L’ A.I.L. est aussi appelé AOP ou Ampli-Op (Amplificateur Opérationnel)
1. CONSTITUTION
L’amplificateur intégré linéaire (A.I.L.) se
présente sous forme d’un circuit intégré,
contenant un à quatre amplificateurs
réalisés chacun avec une quinzaines de
transistors.
2. SYMBOLE
Un A.I.L. comporte trois bornes principales :
E+
●
une entrée dite « non inverseuse » notée E+,
●
une entrée dite « inverseuse » notée E-,
●
une sortie.
S
ENorme en vigueur
Deux bornes supplémentaires permettent la polarisation interne
et nécessite en général deux tensions d’alimentation +UA et -UA,
E+
souvent symétriques (par exemple +12 V et –12 V).
Ces deux tensions sont appliquées sur deux bornes du circuit.
S
EAncienne norme
Exemple : double AIL (référence TL082 ou NE5532 ou MC1458)
E+
S
ue+
E-
ue-
-Ua
us
Masse
Le point commun des tensions d'alimentation est
la référence 0V ou la masse du montage
Ce circuit intégré comporte 2 A.I.L.
AIL (A)
AIL (B)
Entrée inverseuse
2
6
Entrée non inverseuse
3
5
Sortie
1
7
Alimentation positive
8
Alimentation négative
4
+Ua
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L'Amplificateur Intégré Linéaire ou A.I.L.
3. PROPRIÉTÉS
●
L’amplificateur intégré linéaire (A.I.L.) est un amplificateur de différence ou amplificateur différentiel.
●
La d.d.p. de sortie
us(t) est proportionnelle à la d.d.p. d'entrée différentielle* ud
u s = Ad x u d
avec
u =u
d
e+
–
u
e-
*d.d.p. différentielle : d.d.p. non référencée à la masse résultant de la différence de deux d.d.p., elles
référencées à la masse.
●
L'amplification est appelé amplification différentielle en boucle ouverte, notée Ad.
4. MODÈLE ÉQUIVALENT et CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES
Modèle de l'A.I.L. réel
u
E+
u
E+
RS
E+
u
Modèle de l'A.I.L. idéal
u
Red
d
E-
u
S
E-
Caractéristiques électriques
u
E+
u
d
u
EE-
AIL réel
AIL idéal
Résistance d'entrée différentielle: Red
Red ≈ 1 TΩ
Red = ∞
Courants d'entrées : Ie
IE ≈ quelques pA (10-12 A)
IE ≈ 0
Résistance de sortie : Rs
RS < 100 Ω
RS = 0
Amplification différentielle : Ad
Ad = 200 000
Ad = ∞
S
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5. RÉGIMES DE FONCTIONNEMENT
5.1. Caractéristique de transfert en tension uS = f(ud)
u
s
La tension de sortie uS ne peut dépasser en valeur absolue
la tension d’alimentation UA.
Du fait des chutes de tension internes, son maximum est
légèrement inférieur à UA, cette tension est appelée
tension de saturation, elle est notée Vsat.
+Vsat
u
d
- Vsat < uS < + Vsat
-Vsat
Un amplificateur comporte deux régimes de
fonctionnement :
●
Régime de saturation :
La d.d.p. de sortie est proportionnelle à la d.d.p.
u <0
d
régime linéaire :
Régime de saturation :
u >0
d
u≈0
d
d'entrée, c'est le régime linéaire .
●
La d.d.p. de sortie est égale à la tension de saturation et ne dépend plus de la d.d.p. d'entrée, c'est le
régime de saturation .
5.2. Le régime linéaire
La d.d.p. de sortie uS est proportionnelle à la d.d.p. d'entrée ud.
Donc uS = Ad x ud ; L’amplification Ad étant très grande (Ad = 200 000), cet intervalle est très étroit
(quelques dizaines de microvolts).
Pour exemple : Ad = 200 000 et Vsat = 12 V
Le régime linéaire correspond aux valeurs de ud comprises entre : - 60 µV et +60 µV
Du fait de la très faible valeur de ud nécessaire pour un fonctionnement linéaire de l'amplificateur, cette
tension pourra être négligée devant les autres tensions du montage.
Conclusion : En régime linéaire, on considère que :
ud = 0 donc
uE+ = uE-
5.3. Le régime de saturation
La tension de sortie uS dépend uniquement du signe de ud, elle reste constante et égale à ±Vsat.
1er cas :
ud > 0 (ud positif, donc uE+ > uE- )
2eme cas :
donc la d.d.p. de sortie uS = +Vsat
ud < 0 (ud négatif, donc uE- > uE+ ) donc la d.d.p. de sortie uS = -Vsat