Circuit émetteur commun avec charge active

[Kdocc]

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet je dois étudier le montage suivant :

########### lien supprimé.

J'ai déterminer les resistances au point de fonctionnement du circuit mais je n'arrive pas à exprimer la resistance de charge du transistor T1 en fonction de rce2 et R2.

J'aurais besoin d'un avis critique sur mon schéma équivalent aux basses fréquences

######## lien supprimé.

Par avance, merci.




Bonsoir Kdocc et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

Pour être conforme à l'épinglé


http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

Le lien vers l'image a été supprimées.

Les PJ doivent être sur le serveur.

Merci de la replacer.


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[Kdocc]

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet je dois étudier le montage suivant :


J'ai déterminer les resistances au point de fonctionnement du circuit mais je n'arrive pas à exprimer la resistance de charge du transistor T1 en fonction de rce2 et R2.

J'aurais besoin d'un avis critique sur mon schéma équivalent aux basses fréquences


Par avance, merci.

[bobflux]

Désolé de ne pas répondre à ta question

Je trouve dommage de ne donner en énoncé des montages qui ne fonctionnent pas, en effet ici rien ne contrôle le point de fonctionnement en continu du montage, il va donc saturer....

[DAT44]

Bonjour,
perso je trouve 1,143 K pour Re ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[PIXEL]

"ça pourrait" être un SRPP , mais R3 est mal placée

[bertrandbd]

Si la résistance de charge de T1 est la charge active du montage donnée par le générateur de courant, cela ne paraît-il pas faible?

[bobflux]

Si on utilise une charge active, c'est pour avoir un gain énorme en BF. Donc, on va pas massacrer le gain en mettant Rg. Donc, Rg=0 et Cg=0.

Ensuite, soit on inclut le montage dans une boucle de contre-réaction qui va fixer son point de fonctionnement en continu, auquel cas il devient l'étage VAS d'un ampli-op, et on vire les condensateurs d'entrée et de sortie... et dans ce cas on peut éventuellement répondre à l'énoncé (le gain dépend de l'impédance de collecteur des transistors)....

Ou bien on ajoute une résistance entre le collecteur de T1 et sa base pour fixer le point de fonctionnement. Et à ce moment là, cette résistance va aussi déterminer le gain DC... et on est hors énoncé.

Cet énoncé, c'est un peu comme une étude d'un skateboard avec des roues carrées, tu vois.

[bertrandbd]

Bonjour

Kadocc, je ne sais pas si tu as avancé mais à mon avis j'essaierai d'exploiter la relation entre Is, Vbe, VCE et VA (je te laisse chercher). En se rappelant que la résistance dynamique est la dérivée de VCE/IC et connaissant la tension d'early, j'essaierai d'en déduire l'expression de la résistance

Quelle est ton niveau d'étude?

A+

ps; Bobfuck VAS?

[Kdocc]

Bonjour,

Je trouve bien que la résistance dynamique est égale au rapport Va/Ic = 130V/4mA soit 32kohms. Mais c'est au niveau de mon schéma BF que je bloque, car je n'arrive pas à exprimer la tension vs en fonction de rce2 et R2.

Je suis actuellement en L3 IEE !

Merci pour vos réponses

[bobflux]

Bon, je sais bien que normalement, on fait pas les exos, mais :

- c'est chié de poser des sujets avec des schémas qui ne marchent pas
- et puis je me sens un peu lourd au niveau du ventre là, faut que je m'occupe...

Bref, question 1, je suppose que t'auras trouvé, on néglige Ib, donc
R5=22k => ID1 = environ 1mA
R2=120 ohms => Ic(Q2) = à peu près 4 mA.

Et, comme Vbe(Q2) varie en fonction de la température de de -2mV/°C, et que les 2 seuils de diodes font de même, il n'y a pas compensation et on a une dérive en température de -2mV/°C sur la tension que Q2 impose sur R2, donc le courant varie entre 4.3mA à 0°C, et 3mA à 80°C, plus les variations de Vbe et de seuils, le gradient de T° sur le circuit imprimé, etc, donc grosso modo à la louche Ic(Q2) = entre 2mA et 5mA.

Une solution simple est de laisser une tension plus élevée sur R2, et remplacer les 2 diodes par quelque chose qui a une dérive similaire à celle du transistor, par exemple une LED rouge (à vérifier) ou bien une zener de 3V, mais on n'a jamais une compensation parfaite.

Une comparaison des deux options (mais le simulateur est trop optimiste sur la zener, en vert).

ecattach1.png

La bonne solution est de remplacer la source de courant par un miroir de courant (qui n'a pas de dérive en T° et un Vce faible) et de le polariser avec une source de courant compensée en température (pour le choix de laquelle on a une plus grande liberté étant donné qu'elle ne restreint plus la plage de tension de sortie de l'ampli).

Mais bon, on s'en fout, je garde le schéma original.

Question 2. faire le modèle en continu pour trouver le point de fonctionnement

J'appelle "out" le point où les 2 collecteurs se rejoignent.

On a 2 collecteurs face à face, donc si les deux transistors n'ont pas un Ic identique au repos, la variation de tension au point "out" va être importante, puisque l'impédance de charge est d'une valeur très élevée...

On peut ajuster (artificiellement) Rg à la main et obtenir un truc qui marche tant qu'on ne souffle pas dessus. La courbe, c'est Vout, et l'axe horizontal, c'est la température. L'ampli fonctionne dans une toute petite plage de T°, mais en dehors il sature.

ecattach2.png

Donc, la réponse à l'énoncé est :

Lancer une pièce en l'air.

Pile : modéliser pour Q1 saturé, Vout=un peu moins que Vb(Q1), 4V à la louche, l'ampli ne marche pas
Face : modéliser pour Q2 saturé, Vout=23V à peu près, l'ampli ne marche pas non plus
Sur la tranche : le montage marche pendant 3 secondes, ensuite on relance la pièce...

Question 3

L'amplification en tension est soit zéro soit beaucoup

Bref, y a deux méthodes :

1- Soit on suppose que le point de fonctionnement est réglé par l'intervention du saint esprit, mettons, Vout en DC = 12V. Dans ce cas tu patouilles les valeurs des résistances pour avoir Ic(Q1)=Ic(Q2)=4mA, tu supposes que tout est toujours à 25°C et que tous les composants sont parfaitement identiques et idéaux, et donc... tada! Note que tu ne peux pas calculer le point de fonctionnement du montage en DC, à moins de négliger absolument tout. C'est comme si tu jouais au basket, en disant qu'on va négliger la gravité parce que voilà, on a envie.

Tu ne peux pas calculer le gain non plus, puisqu'il dépend aussi de ce que tu vas brancher à l'entrée et à la sortie. Si on branche une charge sur la sortie, elle va modifier la charge du collecteur de T1 et donc le calcul est à refaire... et si la source qui alimente cet ampli a une impédance de sortie non nulle, cela va faire un diviseur de tension avec RB1 et RB2.

2- Soit on modifie le montage pour qu'il fonctionne... ce qui veut dire deux choses :

a- il va falloir ajouter un système pour maintenir le point de fonctionnement là où il faut. Si ce petit ampli faisait partie d'un montage plus gros (genre ampliop) ce serait la contre-réaction générale qui s'en chargerait, mais comme ici on a un couplage AC en entrée et en sortie via des condensateurs, je présume que ce n'est pas le cas. Il va donc falloir qu'il se régule tout seul.

b- il va falloir un truc pour ajuster le gain à la valeur qu'on veut...

Bref. On ne peut pas faire de gros gains avec des étages simples à 1 ou 2 transistors comme celui-là. Pour illustrer, je mets ce ptit montage en tant que brique pour faire un ampliop :

ecattach3.png

Dans ce cas, on a une contre-réaction globale qui fixe le point de fonctionnement et le gain (ici, 100) donc on peut utiliser une charge active. J'ai ajouté un buffer en sortie (Q3). Ca change complètement la philosophie du montage, ce n'est plus du tout la même chose. C'est pour illustrer dans quel contexte on utilise un ampli émetteur commun avec charge active.

[ranarama]

bjr.
Question 1 c correct sauf Re je trouve à peu près comme DAT44

Question 2 cela me me semble ok mais je comprends pas pourquoi il y a ID1 dans un schéma petit signaux (?) perso je l'aurais viré car son rôle se réduit à la polarisation non ? Du coup ton schéma pourrait se simplifier.

Pour la détermination des paramètres hybrides je suis paumé j'ai jamais vu ça ... mais j'ai trouvé ce site avec du cours :
http://www-lemm.univ-lille1.fr/physi...ie/lec11.htm#4
et on dirait que Rce2 devrait avoir la dimension d'une admittance (alors que tu l'exprimais comme une résistance)
Prend pas ça pour argent comptant mais au moins vérifie car comme je l'ai dis je suis un peu largué et la tension early (c'est koa ce machin) m'a achevé

Rq : des exos corrigés sur le mm thème ce trouve sur le mm lien (plus bas), tu peux probablement t'y référer. Et un bon moyen pour ceux qui n'ont rien capté a ton sujet de travailler la question. Pas que moi je pense

Et puis c'est quoi le Rg dont tu parles bobfuck ?

[bobflux]

Hou, j'ai un peu mal à la tête, symdrome du premier janvier...

Et puis c'est quoi le Rg dont tu parles bobfuck ?

C'est la résistance d'émetteur de T1...

AMHA le fait que le montage ne marche pas est plus intéressant à étudier (et bien comprendre pourquoi) que juste faire le petit calcul demandé...

[ranarama]

Re. J'ai compris après avoir posté que tu utilisais un formalisme différent pour les params hybrides.. donc finalement ça reviens au mm

J'ai essayer de simuler ce bidule, effectivement T1 n'est pas polarisé pour permettre son fonctionnement en régime linéaire ! Sur ce coup là, le prof à un peu déconné :/ c'est dommage l'énoncé semblait si intéressant.. Déception totale Mais pas grave via le web il y a surement moyen d'en savoir plus voire bcp sur cette prometteuse "charge active"

@bobfuck Oh okay donc c'est Rg = Re cela ne va dépendre que du niveau de ZOom du schéma

ps : cool j'ai retrouvé la barre d’édition et des smileys pour les messages y avait une panne ou quoi ?

[bobflux]

En fait j'utilisais les notations du schéma du 1er post...

La charge active permet d'avoir un gain énorme en BF, mais tu peux pas vraiment savoir combien à l'avance, et bien sûr il faut polariser les transistors correctement. Donc c'est utile surtout quand tu as une contre-réaction générale autour, comme dans le schéma d'AOP minimaliste ci dessus.

[ranarama]

Oh okay et bien j'ai pas eu le temps de le voir avant modération mais si ce n'est que ces notations qui change , pas de pb. J'ai un tout petit peu compris ton schéma avec l'ampli diff, cela crée une boucle asservissement en tension afin d’éviter la saturation en sortie. Le gain sera réduit du Taux de contre réaction mais si comme je viens de l'apprendre la charge active permet d'avoir un gain énorme en BF, ce n'est pas un pb, plutôt la solution pour avoir un gain Av raisonnablement élevé ^^
Ta brique de base d'aop est un schéma très instructif de mon point car elle permet de faire le lien entre un cours d'automatique et un cours d’électronique. Merci bcp pour toutes les précieuses infos qui ont certainement bien orienté l’auteur du sujet. Perso je sauvegarde tout ça pour l'étudier plus tard et en lien avec d'autre sujet mis de coté - utilisant presque le mm genre de circuiterie de retro-action à ampli diff- par exemple lui : http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post5338994

[DAUDET78]

Moi, je me marre ......
Vous êtes partie du schéma d'un prof taré qui a déclaré :
- Je sais faire un générateur de courant (avec un PNP) qui présente donc une résistance interne infini
- Le gain en tension d'un NPN en émetteur commun est proportionnel à Béta*Rc

Donc je colle les deux ensembles... et j'ai un prix Nobel et j'ai un chouette sujet pour faire des calculs en petits signaux pour mes élèves .

Manque de bol, un NPN en émetteur commun avec une résistance Re, c'est aussi un générateur de courant ! Et mettre un générateur PNP qui pisse dans un générateur NPN, c'est un truc instable, l'un ou l'autre des générateurs passe en saturation et bye bye le point de polarisation .

Alors, on peut faire une contre-reaction DC pour stabiliser le point de fonctionnement avec une demi-douzaine de transistors .... mais alors, quel est l’intérêt du montage génial de départ ?

Je laisse la réponse à vos cogitations intellectuelles

PS 1 : Avec deux NPN en émetteur commun, on devrait bien faire un gain en tension de 2000 sans problème !
PS 2 : Et si on veut augmenter la valeur dynamique de Rc , il y a le bon vieux montage du NPN en émetteur commun avec un NPN en collecteur commun (montage bootstrap en sortie)

[bobflux]

mais si comme je viens de l'apprendre la charge active permet d'avoir un gain énorme en BF, ce n'est pas un pb, plutôt la solution pour avoir un gain Av raisonnablement élevé ^^

Merci

Tu fais bien de parler d'automatique en effet ! Car le bloc de base de l'énoncé (ampli émetteur commun à charge active) est une façon d'avoir un gain en boucle ouverte suffisant pout avoir un bon comportement en boucle fermée, tout en ayant des caractéristiques intéressantes au niveau phase.

Dans ce cas c'est la contre-réaction qui maintient le point de fonctionnement. Ce truc est un bout de schéma utile mais incapable de fonctionner seul.

Ta brique de base d'aop est un schéma très instructif de mon point car elle permet de faire le lien entre un cours d'automatique et un cours d’électronique. Merci bcp pour toutes les précieuses infos qui ont certainement bien orienté l’auteur du sujet. Perso je sauvegarde tout ça pour l'étudier plus tard et en lien avec d'autre sujet mis de coté - utilisant presque le mm genre de circuiterie de retro-action à ampli diff- par exemple lui : http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post5338994

Alors, je t'ai mis le grand papa des ampli ops, mais honnêtement il est un peu trop simple, normalement on ferait comme ça :

- Dans l'AOP, epsilon = tension entre l'entrée + et - est la tension d'erreur. Le différentiel transforme cette tension en 2 courants opposés (c'est un étage à transconductance)
- Normalement on met un miroir de courant derrière, plutôt qu'une bête résistance comme ci-dessus, pour un fonctionnement optimum du différentiel (courant identique dans les deux branches), meilleur CMRR, etc, et ça double la transconductance.
- Ensuite, il y a le transistor T1 de cet exercice,
... en BF, il apporte son gain en courant hFe, c'est un étage entrée courant - sortie courant *
... mais à partir d'une fréquence modérément élevée, le petit condensateur qui est dessus, 33pF sur mon schéma, transforme T1 en intégrateur (effet Miller), ce qui donne un pôle dominant permet à Av d'avoir une phase de 90°, bien gentille et civilisée, pour que l'ampli soit stable (cf automatique)
- Et la charge active nous fait revenir en mode tension
- On met un transistor en buffer, et/ou une sortie puche pull, car si on met une charge active c'est pour que l'impédance de charge vue par T1 soit élevée, donc on va pas connecter ça direct à la sortie...

Monsieur Self raconte beaucoup de choses intéressantes là dessus, je conseille son livre.

http://www.douglas-self.com/ampins/dipa/dipa.htm#1

[ranarama]

hello. Voilà une bien belle explication, très pédagogique et dument enregistré, je me demandais justement le rôle de ce condo, compensation de pole ! wow je m'en serais pas douté, tout cela est très prometteur... c'est juste ce qui m’intéresse dans ce type de montage. La lecture de Douglas Self semble en effet indispensable, je me souviens que Jipihorn avait fait l'éloge de ses livres sur sa vidéo consacré à la bibliographie. ça requièrent tout de mm un certain niveau que je n'ai pas encore. Je finirais ma lecture d'un "Electronic Principles" de Malvino - qui s'attarde longuement sur les transistors - avant de m'y attaquer Merci bien