les petits signaux
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GIND / G3EI: 2015-2016 • Amplificateurs – – – – Opérationnel Des petits signaux De puissance Avec contre réaction • Oscillateurs • Générateurs de signaux. 1. Notion de petit signal 2. Notations 3. Modèle petit-signal de la diode à jonction PN 4. Modèle petit-signal du transistor bipolaire 5. Capacités de couplage et capacités de dérivation 6. Montages en émetteur commun 7. Montage en base commune 8. Montage en collecteur commun 9. Amplificateurs à plusieurs étages Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 3/30 1. Notion de petit signal petit signal variations de faibles amplitudes de tensions et de courants Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 4/30 1. Notion de petit signal Cas de la diode : L’étude du comportement est autour du point de polarisation La tension et le courant varient en fonction du temps comme vD(t) = VD + vd(t) Signal Constantes iD(t) = ID + id(t) Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 5/30 1. Notion de petit signal Petit signal |vd(t)| << |VD| |id(t)| << | ID| Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 6/30 1. Notion de petit signal Exemple d’un signal sinusoïdal Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 7/30 2. Notations •Grandeur de polarisation : en lettres majuscules, VD •Grandeur de signal : en lettres minuscules, vd •Grandeur totale : symboles en minuscule, indice en majuscule, vD. Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 8/30 3. Modèle petit-signal de la diode à jonction PN Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 9/30 4. Modèle petit-signal du transistor bipolaire En première approximation, le modèle petits signaux du transistor est le quadripôle suivant : Collecteur Collecteur ic (t ) ib (t ) Base Base VC (t ) VB (t ) r vb (t ) Emetteur vc (t ) ib ie (t ) Emetteur Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 10/30 4. Modèle petit-signal du transistor bipolaire En première approximation, le modèle petits signaux du transistor est le quadripôle suivant : I C (t ) IC I B IC I B (t ) VC (t ) VC IB VB VB (t ) Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 11/30 4. Modèle petit-signal du transistor bipolaire Schémas équivalents petit signaux en Basse Fréquence a) schéma complet, b) schéma simplifié Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 12/30 5. Capacités de couplage et capacités de dérivation Afin de séparer dans un circuit le calcul du point de polarisation (fonctionnement) et les petits signaux, on utilise des condensateurs de découplage. Leur impédance doit être négligeable pour les petits courants et infinie pour les courants de polarisation. Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 13/30 5. Capacités de couplage et capacités de dérivation Pour déterminer le schéma de polarisation dans un circuit : •les condensateurs deviennent des circuits ouverts •les relations non linéaires sont résolues graphiquement en traçant des droites de charges, ou algébriquement si est connue. Pour déterminer le schéma petits signaux : •les condensateurs de découplage deviennent des court circuits. •les alimentations continues deviennent des court circuits. •les caractéristiques non linéaires sont différenciées. Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 14/30 6. Montages en émetteur commun Le montage est polarisé par un pont de base La première étape de l'étude consiste à établir le schéma équivalent en petits signaux. E 10V RC R2 R1 R 2 5k R E 4k R L R c 1k V B 0.7V v s (t ) VB (t ) v e (t ) R1 Cours électronique Analogique RE GIND – G3EI Année 2015 – 2016 15/30 6. Montages en émetteur commun Partons de l'entrée vi, le condensateur de liaison est équivalent à un court-circuit, à ce nœud d'entrée sont connectés la résistance R2 (à la masse), la résistance R1 (à la masse puisque Vcc est équivalent à 0 en petits signaux) et la base du transistor. L'émetteur du transistor est connecté à Re (à la masse). Le collecteur est connecté à Rc (à la masse puisque Vcc <===> 0v). Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 16/30 6. Montages en émetteur commun La première étape de l'étude consiste à établir le schéma équivalent en petits signaux. La deuxième étape consiste à établir l'expression de Av = vs / vi, l'objectif étant d'exprimer vs et vi en fonction des éléments du montage. Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 17/30 6. Montages en émetteur commun vi = r*ib + Re * *ib avec l'approximation vs = - Rc* *ib (ic = b * ib) ie = * ib ( b>> 1). d'où l'expression de Av = vs /vi = (- Rc* ) / (r + *Re) Une approximation habituelle consiste à négliger r par rapport à *Re . Dans ce cas Av = - Rc / Re Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 18/30 6. Montages en émetteur commun La première étape de l'étude consiste à établir le schéma équivalent en petits signaux. La deuxième étape consiste à établir l'expression de Av = vs / vi, l'objectif étant d'exprimer vs et vi en fonction des éléments du montage. La troisième étape consiste à déterminer les résistances d'entrée et de sortie du montage. Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 19/30 6. Montages en émetteur commun La troisième étape consiste à déterminer les résistances d'entrée et de sortie du montage. Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 20/30 6. Montages en émetteur commun La troisième étape consiste à déterminer les résistances d'entrée et de sortie du montage. Cours électronique Analogique GIND – G3EI Année 2015 – 2016 21/30 6. Montages en émetteur commun Dans le montage émetteur commun ci-dessous, séparer polarisation et petits signaux. Calculer les résistances d’entrée et de sortie et, les gains en courant, en tension. E 10V RC R2 R1 R 2 5k R E 4k R L R c 1k V B 0.7V VB (t ) v e (t ) R1 Cours électronique Analogique RL v s (t ) RE GIND – G3EI Année 2015 – 2016 22/30
