Amplificateurs opérationnels I – La paire différentielle.

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Amplificateurs opérationnels
I – La paire différentielle.
1 – Introduction – notion de signal différentiel.
Paire différentielle : parmi les briques de base les plus
importantes de l’électronique.
Un signal électrique est généralement mesuré par rapport à la masse
(c.-à-d. un potentiel fixe) :
v
E
Z
v
S
t
v
S
Intérêt : - grande immunité au bruit et aux interférences,
- facilité de polarisation,
- meilleur linéarité.

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I – La paire différentielle
Un signal différentiel est mesuré entre deux nœuds ayant des
excursions de tension égales et opposées par rapport à un potentiel
fixe (le mode commun) :
v
E1
Z
v
S1
v
E2
Z
v
S2
v
DIFF
v
DIFF
= v
S1
– v
S2
t
v
S1
V
S
mode
commun
t
v
S2
V
S
t
v
DIFF
∆
∆∆
∆V
2∆
∆∆
∆V
∆
∆∆
∆V
de plus v
S1
+ v
S2
= 2V
S

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I – La paire différentielle
2 – La paire différentielle MOS.
a. Présentation.
I
0
V
DD
R
D
R
D
Mn1 Mn2
v
D1
v
D2
v
G1
v
G2
i
D1
i
D2
Mn1 et Mn2 sont identiques
Axe de symétrie vertical
Polarisation par une source
de courant idéale (r
0
= ∞)
et polarisés en régime saturé.

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I
0
V
DD
R
D
R
D
Mn1 Mn2
v
D1
v
D2
v
G1
v
G2
i
D1
i
D2
I – La paire différentielle
Analogie paire différentielle – balance à deux fléaux.

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I – La paire différentielle
b. Fonctionnement avec une tension d’entrée en mode commun.
⇒v
G1
= v
G2
= v
CM
I
0
V
DD
R
D
R
D
Mn1 Mn2
v
D1
v
D2
v
S
I
0
/2
V
GS
V
GS
I
0
/2
D’après Mn1 et Mn2 identiques et par
considérations de symétrie :
v
CM
i
D1
= i
D2
= I
0
/2
On a v
S
= v
CM
– V
GS
tel que :
( )
2
'
0
2
1
2
tnGSn
VV
L
W
k
I−=
soit :
( )
LWkIV nOV // '
0
=
v
DIFF
Au niveau des drains :
DDDDD R
I
Vvv
2
0
21 −==
la tension différentielle de sortie :
v
DIFF
= v
D2
– v
D1
= 0