CONCEPTION D`UN AMPLIFICATEUR À

CONCEPTION D’UN AMPLIFICATEUR À LIAISONS CONTINUES A DEUX ÉTAGES 1
On considère le montage amplificateur suivant qui utilise à 25 °C deux transistors
complémentaires tels que : β = 250, | VBE | = 0,6 V. La résistance interne rce négligeable.
+VCC
+15 V
R3
ve
R1
R2
R4
R5
vs
DZ
-15 V
-VEE
Les deux transistors ont le même courant de repos égal à 1 mA et la diode Zener DZ est supposée
idéale.
1) En régime continu, indiquer sur le schéma la valeur de tous les courants. On désire obtenir
une tension de repos nulle à la sortie et imposer VCE2 = -7 V, en déduire la valeur à donner
aux résistances R5, R4 et R3.
2) Dessiner le schéma équivalent au montage aux petites variations et aux fréquences
moyennes.
3) Déterminer l’expression de la résistance d’entrée Re2 du deuxième étage vue par T1 entre son
collecteur et la masse.
4) Déterminer l’expression du gain en tension A2 du deuxième étage en fonction notamment de
la résistance Re2.
5) Rechercher l’expression de la résistance d’entrée Re1 et du gain en tension A1 du premier
étage.
6) Sachant que le gain en tension du montage complet doit être égal à 500 et sa résistance
d’entrée à 10 kΩ, calculer la valeur à donner aux résistances R2 et R1 ainsi que la tension de
la diode Zener VZ.
1
Philippe ROUX © 2011
http://philippe.roux.7.perso.neuf.fr/
CORRECTION 2
1) En régime continu, indiquer sur le schéma la valeur de tous les courants.
+VCC
+15 V
1mA
6,4V
4!A
R4
R3
8V
2mA
7V
1mA
R1
0V
4!A
R5
R2
15 V
1mA
DZ
1mA
-15 V
-VEE
Valeurs des résistances : R5 = 15 kΩ
R4 = 4 kΩ
R3 = 600 Ω.
2) Schéma équivalent au montage aux petites variations et aux fréquences moyennes.
R
R3
vbe1
E1
B1
C1
r be1
r be2
i
R1
E2
C2
B2
R2
gm2 vbe2
vbe2
gm1 vbe1
ve
i
vs1
R4
R5 vs
3) Expression de la résistance d’entrée Re2 du deuxième étage vue par T1 entre son collecteur et
la masse.
On nomme R la résistance équivalente à R3 en parallèle avec rbe2. On obtient alors : vbe2 = Ri
vs1 = Ri + R4 [i + gm2 vbe2 ]
2
2
Philippe ROUX © 2011
http://philippe.roux.7.perso.neuf.fr/
vs1
= R + R4 [1+ gm2 R ]
i
Résistance d’entrée du deuxième étage : R e 2 =
Application numérique : rbe2 = !
UT
= 6, 25k!
IC 2
R = 547 Ω
Re2 = 92 kΩ.
4) Expression du gain en tension A2 du deuxième étage.
Tension de sortie : vs = !gm2 vbe2 R5 soit : vs = !R5 gm2 Ri
v
Sachant que : i = s1 il vient :
Re2
v
RR
A2 = s = !gm2 5
vs1
Re2
Application numérique : gm2 =
I C 2 110 !3
=
= 40mS
UT 2510 !3
A2 = -3,56
5) Expression de la résistance d’entrée et du gain en tension A1 du premier étage.
Vis à vis du premier étage, le deuxième présente sa résistance d’entrée Re2.
vbe1
gm1 vbe1
E1
B1
C1
i
ib1 r be1
ve
B2
! ib1
R1
Résistance d’entrée du montage :
R2
vs1
Re2
ve
ve = rbe1ib1 + (! +1)ib1R2
ib1
R e1 = R1 / / [ rbe1 + (! +1)R2 ]
R e1 = R1 / /
Gain en tension : vs1 = !! ib1 R e 2
A1 =
vs1
! Re2
=!
ve
rbe1 + (! +1)R2
6) Sachant que le gain en tension du montage complet doit être égal à 500 et sa résistance
d’entrée à 10 kΩ, calculer la valeur à donner aux résistances R2 et R1 ainsi que la tension de
la diode Zener VZ.
Gain en tension du montage complet : A =
vs
! RR5
= gm2
ve
rbe1 + (! +1)R2
R2 = 628 Ω
3
Sachant que la résistance : rbe1 + (! +1)R2 = 164 kΩ est très supérieure à la résistance R1, pour
assurer une résistance d’entrée de 10 kΩ, on prendra R1 = 10 kΩ.
Valeur de la diode Zener : VZ = !R2 I C 2 !VBE1 ! R1I B1 +VEE soit : VZ = 13,7 V.
+VCC
+15 V
1mA
R3
-40 mV
4!A
R1
0,628V
R4
2mA
7V
1mA
VZ
-0,640V
R2
4
DZ
0V
4!A
R5
1mA
-15 V
8V
1mA
-VEE
15 V