TD3 VCC Exercice 5 : RC RC Pour le montage de la figure 5, on donne : VCC = VEE = 15V, RC = 25 k, RE = 200, I0 = 500 µA, Calculer le gain (v02 –v01)/vd à vCM = 0. vd/2 Calculer v01(t) et v02(t) si vd = 300 µV (constante), 1 v02 v01 T1 = 100 et VBE = 0.6V à IC = 250µA, h11e=1k RE T2 -vd/2 M RE et si vd = 500µVcos(wt). I0 Figure 5 -VEE Correction : En alternatif, comme les tensions appliquées sur les bases des 2 transistors sont vd/2 et –vd/2, les courants d’émetteurs sont de même valeur et opposés. Donc, entre le point M et la masse il n’y aucun courant alternatif qui circule. En alternatif, le point M est assimilé à la masse. Le schéma équivalent en alternatif est donc : vd /2 𝑣𝑑 = (ℎ11 + (𝛽 + 1)𝑅𝐸 )𝑖𝐵1 2 − 𝑣𝑑 = (ℎ11 + (𝛽 + 1)𝑅𝐸 )𝑖𝐵2 2 Le gain en tension est : iB2 iB1 h11E iB1 v02 v01 RC RE M RC h11E RE 𝑒𝑡 𝑣01 = −𝛽𝑅𝑐 𝑖𝐵1 ⇒ 𝑣01 = − 𝛽𝑅𝑐 𝑣 2[ℎ11 + (𝛽 + 1)𝑅𝐸 ] 𝑑 𝑒𝑡 𝑣02 = −𝛽𝑅𝑐 𝑖𝐵2 ⇒ 𝑣02 = 𝛽𝑅𝑐 𝑣 2[ℎ11 + (𝛽 + 1)𝑅𝐸 ] 𝑑 𝐺𝑑 = 𝑣02 −𝑣01 𝑣𝑑 =ℎ iB2 -vd /2 𝛽𝑅𝑐 +(𝛽+1)𝑅 11 𝐸 𝛽𝑅𝑐 Applications numériques : 𝐺𝑑 = ℎ Pour vd = 300µV : 𝑣01 = −1,785𝑚𝑉 Pour vd = 500µVcos(ωt) : 𝑣01 = −2,975𝑚𝑉𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡) 11 +(𝛽+1)𝑅𝐸 = 11.9 𝑒𝑡 𝑣02 = +1,785𝑚𝑉 𝑒𝑡 𝑣02 = +2,975𝑚𝑉𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡) Exercice 6 : Dans le montage figure 6, RD=15k et I0=0.5mA. RD Pour les transistors, Vp = -4V et IDSS = 1mA. Calculer le point de fonctionnement statique (VS, V01 et V02) à vG1 = vG2 = 0 V. +15V G D RD v01 v02 S circuit à JFET du même type (Vp = -4V et IDSS = 1 mA). Dirami G S En dynamique, calculer le gain différentiel Ad = v0 / vd. Remplacer le générateur de courant I0 = 0. 5 mA par un D I0 -15V Fig. 6 Page 0 Tracer le schéma et préciser VGS et la résistance RS. Avec le générateur de courant à JFET, calculer la plage de v01 et v02. En déduire la plage de VCM à l'entrée. Les résistances RD ont une tolérance de 0.5%. En déduire VOS de l'amplificateur dans le cas défavorable. Préciser la tension de sortie vO si les deux entrées sont à la masse. Correction : Etude statique : Point de fonctionnement statique : ID = I0/2 = 0.25mA 𝑉𝐺𝑆 2 𝑉𝐺𝑆 2 𝐼𝐷 𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 − ) ⇒ (1 − ) = = 0.25 ⇒ 𝑉𝐺𝑆 = −2𝑉 𝑉𝑝 𝑉𝑝 𝐼𝐷𝑆𝑆 Pour VG=0 : VS = VG – VGS = 2V et V01 = V02 = VDD – RD.ID = 11.25V Etude dynamique : Calcul du gain différentiel Ad = v0 / vd Schéma équivalent en dynamique: vgs1 = - vgs2 = vd/2 vd/2 gm vgs1 vgs1 v02 RD RD v01 gm vgs2 vgs2 -vd/2 v01 = - RDgmvgs1 = - gmRDvd/2 et v02 = RDgmvgs2 = gmRDvd/2 d’où Ad = v0 /vd = gmRD 𝑑𝐼 𝑔𝑚 = 𝑑𝑉 𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 − 𝐺𝑆 𝑉𝐺𝑆 2 ) (− 𝑉 )| 𝑉𝑝 𝑝 = 0.25𝑚𝐴/𝑉 ⇒ Ad = 3.75 𝑉𝐺𝑆 =−2 Remplacer le générateur de courant par un transistor JFET : T3 avec Vp=- 4V et IDSS=1mA Pour T3 : 2 𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 − 2 𝑉𝐺𝑆 𝑉𝐺𝑆 ) = 0.5 ⇒ 𝑉𝐺𝑆 2 + 8𝑉𝐺𝑆 + 16 = 0 ) = 1. (1 + 𝑉𝑝 4 ⇒ VGS= - 1.17V VGS= - RS.I0 +15V RD RD T1 v01 v02 ⇒ RS = 2.34K M Plage de v01 et v02 : Si T1 et T2 sont bloqués : v01 = v02 =+15V Si T1 et T2 ne sont pas bloqués : v01 = v02 =Vcc-RD.ID= +8.75V Plage de vcm : En saturation : vcm = v01 + vGS = 8.75 – 2 = 6.75 V T2 ID=I0 G S T3 RS -15V Tension de sortie : On prend RD(1±x) avec x=0.5% v0 = v02 - v01 = - gmRD(1±x).v2 – [- gmRD(1±x).v1] Cas le plus défavorable : v0 = gmRD(v1 – v2) ± xgmRD(v1 + v2) Si les entrées sont identiques : v1 - v2 = 0 : v0 = xgmRDvcm = 0.21V Dirami Page 1