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.
Modèle équivalent
- 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.
us
ε
+
-
ue-
ue+ re
rs
es
- Le
taux de réjection du mode commun : exprimé en décibel, cette valeur défini c
A
1
log.20 ; Ac est
le coefficient d'amplification en mode commun
2
uu u
Aee
s
c−+ +
=
F (éch. Log)
c
d
e
s
F
f
j1
1
.A
u
u
+
=
0 dB
Gain
Pente: -1
Fc F0
20.log
⏐
us/ε
⏐
- 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.
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
coefficient d'amplification : 1
2
e
sR
R
u
u−= . -
+
R2
R
1
ue us
R3
Le rôle de R3 est d'obtenir une tension de
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.
R1 R2 R3
ε
+
-
I- I+
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.
R
R
1
2 (de la structure)
KHz100
R
R
MHz1
Fc
1
2
== , La bande passante de cette structure est : de 0Hz à 100KHz.
2