AMPLIFICATION : avec un ALI rel - Site du Lycée Saint

JALBERT Roland : Professeur en CPGE-TSI au Lycée Saint-Cricq à Pau
AMPLIFICATION : avec un ALI réel
1 - Présentation de l'Amplificateur Linéaire Intégré (ALI) réel
Les principales caractéristiques qui permettent d'effectuer le
choix technologique d'un ALI sont :
-
Le gain : 20.log (Ad) ; Ad est le coefficient d'amplification
en mode différentiel dans la bande passante : us = Ad . ε.
-
La bande passante de l'ALI, qui est comprise entre 0Hz et
la fréquence de coupure Fc . Sachant que le produit 'Gain .
Bande" est constant : Ad . Fc = 1 . F0 , lorsque le
coefficient d'amplification Ad est égal à un, la fréquence
des tensions d'entrée et de sortie est égale à F0.
+
Modèle équivalent
20.log⏐us/ε⏐
Gain
Pente: -1
us
= Ad.
ue
ue+
ε
re
-
es
us
ue-
1
1+ j
rs
+
f
Fc
F (éch. Log)
0 dB
Fc
F0
1
; Ac est
Ac
-
Le taux de réjection du mode commun : exprimé en décibel, cette valeur défini 20. log
-
us
u e+ + u e−
2
Le courant de polarisation d'entrée Iin+ ou Iin- : c'est un courant continu qui rentre, à chaque entrée,
pour polariser les transistors d'entrée de l'ALI. Il est négligeable si les transistors d'entrée sont des
'FET' ; il n'est pas négligeable si les transistors sont 'bipolaire'. Le courant de décalage d'entrée :
(Iin+ - Iin-).
-
La tension de décalage d'entrée (tension d'offset) : c'est la valeur de ε (tension continu) qui permet
d'obtenir une tension de sortie us = 0v.
-
La résistance d'entrée différentielle 're' : c'est la résistance d'entrée qu'il y a entre les deux entrées "+
et -". Cette grandeur est de valeur plus élevée pour les ALI à transistors FET d'entrée que pour les ALI
à transistors bipolaires d'entrée.
-
L'amplitude maximale de la tension de sortie : elle est liée aux tensions d'alimentation.
-
La vitesse de transition de la tension de sortie (vitesse de montée : slow - rate) : c'est la variation de
la tension de sortie par rapport au temps (∆us / ∆t), lorsque celle de l'entrée est égale à l'infini.
-
La tension d'alimentation : c'est la plage de valeurs possibles des tensions d'alimentation de l'ALI.
-
Le courant d'alimentation : c'est la valeur du courant d'alimentation fourni à l'ALI.
le coefficient d'amplification en mode commun A c =
1
JALBERT Roland : Professeur en CPGE-TSI au Lycée Saint-Cricq à Pau
2 - Quelques exemples
Cette structure est un amplificateur
inverseur. La résistance R3 n'intervient pas dans le
u
R
coefficient d'amplification : s = − 2 .
ue
R1
Le rôle de R3 est d'obtenir une tension de
ue
sortie us = 0v pour une tension d'entrée ue = 0v (on
considère que ε = 0v). Le courant de polarisation
de l'entrée "-" I- circule dans R1 et R2. En
considérant que les courants de polarisation des
deux entrées ont la même intensité, R3 doit avoir
la valeur "R1 // R2" afin que ε soit égale à zéro
volt.
La résistance R3 a donc pour but de compenser la tension
de décalage due aux courants de polarisation d'entrée de l'ALI. On
place cette résistance uniquement sur les structures réalisées avec
des ALI à transistors bipolaires d'entrée.
R2
-
R1
+
us
R3
I- -
R1
R2
+
+I
ε
R3
Calcul de la bande passante (0Hz à Fc) de la structure ci-dessus, sachant que : R2 = 100KΩ , R1
= 10KΩ et la "fréquence de coupure au Gain Unité : F0" = 1MHz.
Le produit "Gain . Bande" est une constante : 1 . F0 (de l'ALI) =
Fc =
1MHz
= 100KHz ,
R2
R1
R2
.Fc (de la structure)
R1
La bande passante de cette structure est : de 0Hz à 100KHz.
2