Lamiae
Cours électromécanique analyse de circuits à semi-conducteurs, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.
On notera que la résistance d’émetteur a disparu, car elle est shuntée par le condensateur de découplage CDE.
En quoi va consister l’étude en alternatif ?
Tout d’abord, on va évaluer la capacité du montage à amplifier le signal d’entrée . La caractéristique représentative de cette fonction est le gain en tension Av, qui est le rapport entre les tensions de sortie et d’entrée.
Ensuite, il faut regarder en quoi le montage peut s’interfacer avec la source d’entrée sans la perturber ; il doit rester le plus neutre possible vis à vis de cette source, surtout s’il s’agit d’un capteur de mesure ! La grandeur représentative est l’impédance d’entrée .
Même chose vis à vis de la charge branchée en sortie du montage, qui va utiliser le signal amplifié : il va falloir regarder dans quelle mesure l’étage à transistor n’est pas perturbé par cette charge . La grandeur représentative est l’impédance de sortie .
Nous allons calculer ces trois paramètres. On pourrait y rajouter le gain en courant Ai qui est le rapport des courants de sortie et d’entrée, et aussi le gain en puissance. En amplification petits signaux, ces paramètres sont peu utilisés, nous n’en parlerons donc pas.
Fonctionnement intuitif .
Avant de faire des calculs compliqués sur un schéma abstrait, il serait bon de voir comment marche le montage de façon intuitive et qualitative.
On considère que le potentiel d’émetteur est fixe grâce au condensateur de découplage CDE.
OFPPT/DRIF/ISIC/CDC 56
Si on augmente légèrement la tension de base, le courant de base va augmenter. Le courant de collecteur va augmenter proportionnellement au courant de base, et donc, la chute de tension dans la résistance Rc va augmenter. Le potentiel du collecteur va alors baisser.
On peut par conséquent s’attendre à un gain en tension négatif (entrée et sortie en opposition de phase).
On peut aussi voir ce que donnerait le montage sans le condensateur CDE : si la tension de base augmente, le courant de base, donc de collecteur augmente. La tension aux bornes de la résistance d’émetteur va augmenter aussi, et donc, le potentiel de l’émetteur va remonter, ce qui va entrainer une diminution de la tension VBE, donc du courant de base, donc du courant de collecteur : il y a une contre-réaction qui s’oppose à l’amplification.
Le gain en tension sera plus faible qu’avec le condensateur CDE. Nous aurons l’occasion de revoir ce montage (dit à charge répartie) dans un chapitre ultérieur.
Gain en tension.
Le gain en tension peut etre défini de deux manières :
– le gain à vide , c’est à dire sans charge connectée en sortie du montage.
– le gain en charge , avec la charge connectée.
Dans ce paragraphe, nous allons calculer le gain de l’étage à vide. Nous verrons ensuite qu’il est simple de calculer le gain en charge à postériori.
On va d’abord procéder à quelques simplifications dans le schéma :
– les deux résistances du pont de base sont en parallèle du point de vue alternatif. Nous allons donc les remplacer par une seule résistance Rp dont la valeur sera égale à Rb1 // Rb2.
– la résistance de sortie 1/h22e du transistor est grande (plusieurs dizaines de k ). Pour une alimentation E de 12V, un courant ICo de 2mA et une tension VCEo de
5V, on aura Rc = 2500 , soit environ le dixième de 1/h22e. On va donc négliger ce dernier terme. On notera que lorsque la tension d’alimentation est élevée et que le courant de collecteur est faible, cette simplification est moins justifiée.
1. NOTIONS SUR SEMICONDUCTEURS
1.1 Introduction
1.2 Description: semiconducteur intrinsèque
1.3 Description: semiconducteur extrinsèque de type n
1.4 Description: semiconducteur extrinsèque de type p
1.5 Commentaire
2. DIODE P-N
2.1 Principe de fonctionnement
2.1.1. Jonction
2.1.2. équilibre sans générateur
2.1.3. Avec un générateur en sens direct
2.1.4. Avec un générateur en sens inverse
2.2 Caractéristiques électriques
2.2.1. Caractéristique courant/tension
2.2.2. Résistance différentielle (ou dynamique)
2.2.3. Schéma équivalent
2.3 Utilisation
2.3.1. Paramètres essentiels des diodes
2.3.2. Diodes de redressement
2.3.3. Redressement simple alternance
2.3.4. Redressement double alternance
2.3.5. Redressement avec filtrage
2.3.6. Alimentations doubles symétriques
2.3.7. Doubleur de tension
2.3.8. Diodes de redressement rapides
2.3.9. Diodes de signal
2.3.10. Thermomètres. Compensation thermique
2.3.11. Diodes ZENER
2.3.12. Diodes électroluminescantes
2.3.13. Diodes à avalanche controlée
2.3.14. Mise en série de diodes.
2.3.15. Autres
3. TRANSISTOR BIPOLAIRE
3.1 Principe
3.2 Transistor NPN
3.3 Transistor PNP
3.4 Caractéristiques électriques
3.4.1. Configurations de base
3.4.2. Schéma de mesure des caractéristiques
3.4.3. Caractéristique d’entrée
3.4.4. Caractéristique de transfert
3.4.5. Caractéristique de sortie
3.4.6. Limites d’utilisation
En bref
3.5 Paramètres essentiels des transistors
3.6 Montages de base
3.6.1. Mise en œuvre du transistor
3.6.2. Montage émetteur commun
3.6.3. MONTAGE COLLECTEUR COMMUN
3.6.5. Montage base commune
4. TRANSISTOR FET à JONCTION
4.1 Introduction
4.2 Principe de fonctionnement
4.2.1. Constitution d’un FET
4.2.2. Phénomène de pincement.
4.2.3. Caractéristiques
4.3 Schémas équivalents
4.3.1. Symboles des FETs
4.3.2. Schéma équivalent en petits signaux
4.4 Montage source commune
4.4.1. Polarisation
4.4.2. Fonctionnement en petits signaux
4.4.3. Gain en tension.
4.4.4. Impédance d’entrée
4.4.5. Impédance de sortie
4.5 Utilisation en résistance commandée
4.6 Source de courant
4.7 Domaine d’utilisation
5. TRANSISTOR MOS FET
5.1 Le MOSFET à canal induit
5.2 Le MOSFET à canal initial (implanté)
5.2.1. Description du principe de fonctionnement
5.2.2. Caractéristiques
5.3 Utilisation des MOSFETs
5.3.1. MOSFET de puissance
5.3.2. Intégration dans les composants numériques
6. AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
6.1 L’amplificateur opérationnel parfait
6.1.1. Principe
6.1.2. Caractéristiques de base
6.1.3. Fonctionnement d’un système bouclé
6.2 Montages de base à amplificateur opérationnel
6.2.1 Amplificateur inverseur
6.2.2 Amplificateur non inverseur.
6.2.3 Montage suiveur
6.2.3 Additionneur inverseur
6.2.4 Montage soustracteur (différentiel)
6.2.5 Montage intégrateur
6.2.6 Montage dérivateur
6.2.8 Montage logarithmique
6.2.8 Montage exponentiel
6.2.9 Filtres actifs
6.2.10 Montages non linéaires
…….
Si le lien ne fonctionne pas correctement, veuillez nous contacter (mentionner le lien dans votre message)Cours électromécanique (1.44 MB) (Cours PDF)
