analyse montage push pull

[harominc]

Bonjour,

étant débutant en électronique je n'arrive pas à calculer les tensions et intensités qui circule dans ce montage :


j'aimerais calculer le point de repos de chaque transistor pour savoir quelles valeurs donner aux résistances R5 et R7 pour que l'amplification d'un signal s (amplitude environ 6V) soit optimale.
Vcc = 12V

J'ai commencé par essayer de calculer ça pour Q1 qui est passant pour les alternances positives du signal. La droite de charge est Ic=(Vcc-Vce)/RL
Pour trouver Vce j'ai voulu calculer Vb en partant du principe que R5 et R7 agissent comme diviseur de tension, mais le calcule (R7/(R7+R5)) x Vcc ne fonctionne pas ici car Q1 consomme un courant Ib non négligeable. Donc je ne sais pas comment calculer Ic ni Vce. Merci à ceux qui pourront m'expliquer cela
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[penthode]

hello ,

ce schéma ne fonctionne pas.....

[Antoane]

Bonjour,

le calcule (R7/(R7+R5)) x Vcc ne fonctionne pas ici car Q1 consomme un courant Ib non négligeable.

Combien vaut Ib ?


Tu peux faire deux hypothèses raisonnables pour résoudre ce circuit :
- les deux diodes sont identiques et systématiquement passantes, avec ce que cela entraine quant à la tension à leurs bornes ;
- les tension Vbe des deux transistors sont identiques et égales à la tension de seuil des diodes.
Tu peux également supposer que les tensions de seuils de toutes les jonction du montage (diodes et Vbe) sont indépendantes du courant les traversant.
A partir de là, tu peux déterminer le potentiel sur tous les points du montage en fonction du potentiel du point (s).

Si ce circuit est intéressant pour commencer à étudier la topologie, il lui manquera quelques éléments pour bien fonctionner en pratique.

[DAT44]

Bonjour,
- ici, les deux diodes doivent avoir une tension de seuil faible par rapport au Vbe des deux transistors, sinon le courant qui vas circulé directement a travers les transistors vas devenir extrêmement important, avec au passage un phénomène d’emballement thermique , habituellement sur ce genre de montage il y a des résistance de faible valeurs en série avec les émetteurs ...

- Ici, la charge (8 ohms) sera parcouru par un courant constant, habituellement il y a un condensateur en série avec la charge ...

- Au mieux un tel montage peux sortir une tension crête à crête de 9 volt environ, soit une tension sinus efficace de environ 3 volts et non pas 6 ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[harominc]

salut les gars merci pour vos réponse et désolé de répondre aussi tardivement (manque de temps)

je sais que ce schéma est mauvais mais comme dit antoane je le trouvais interessant à étudier vu mon niveau.

j'ai essayé de calculer les tensions en partant du principe qu'on injecte aucun courant au point s:

chute de tension de diode UD1=UD2=0.85V donc la chute de tension des deux diodes =1.7V
IR5=(12-UD1-UD2)/(R5+R7)=10.3/400=0.026A (en considérant Ib(Q1) comme négligeable devant IR5)
UR5=R5*IR5=0.026*200=5.15V
Et donc UR7=5.15V
URL=12-UR5-Vbe(Q1)=12-5.15-0.7=6.15V

Mais sur simulateur les valeurs sont un peu différentes. Sur le simulateur, Ib(Q1)=0.0085A ce qui n'est pas négligeable par rapport à IR5. Par contre si je met RL=100 Ohms, alors la Ib(Q1) est faible et du coup mes calculs sont très près de ceux du simulateur

merci encore

[Antoane]

Bonjour,

Je suggérais de supposer que les tension Vbe des deux transistors sont identiques et égales à la tension de seuil des diodes.

j'ai essayé de calculer les tensions en partant du principe qu'on injecte aucun courant au point s:

Ici, il est plus visuel de parler en terme de potentiel : celui du point s vs. celui de la sortie.

en considérant Ib(Q1) comme négligeable devant IR5

Ce n'est pas indispensable pour le bon fonctionnement du circuit. (mais il faut, ou peut falloir) connecter l'entrée à une source de tension).

- Quelle est la relation entre V(s) et la tension de sortie ?
- Quel transistor fournie le courant de sortie ?
- le fonctionnement serait plus visible en rendant le courant dans la charge bidirectionnel, par exemple en reliant la borne droite de RL à une tension fixe positive, e.g. égale à la moitier de la tension d'alimentation.

[harominc]

salut antoine,

Je suggérais de supposer que les tension Vbe des deux transistors sont identiques et égales à la tension de seuil des diodes.

j'ai refait le calcul comme ça:

IR5= (12-1.4)/(R5+R7)=10.6/400=0.0265A
UR5=UR7=200*0.0265=5.3V

- Quelle est la relation entre V(s) et la tension de sortie ?

On a donc Vs=6V, et la tension de sortie (potentiel aux bornes de RL) est aussi de URL=6V.
Vs=URL. Et donc ce montage n'apporte aucune amplification de tension, uniquement une amplification du courant.

- Quel transistor fournie le courant de sortie ?

Grace aux diodes, les deux transistors sont toujours passant. C'est toujours Q1 qui fourni le courant de sortie. Il n'y a pas de condensateur avant RL ce qui fait que le courant ne change pas de sens.

- le fonctionnement serait plus visible en rendant le courant dans la charge bidirectionnel, par exemple en reliant la borne droite de RL à une tension fixe positive, e.g. égale à la moitier de la tension d'alimentation.

Le même résultat serait obtenu avec un condensateur.

J'ai bon? merci pour ton aide

[zebular]

Il me semble que Rl doit être à la masse et non pas -vcc ou alors le collecteur Q2 à -vcc mais pas à la masse ?

[zebular]

En fait Antoane avait déjà fait une proposition équivalente.
sinon pourquoi des zener?habituellement ce sont de diodes simples

[Antoane]

Bonjour,

Il me semble que Rl doit être à la masse et non pas -vcc ou alors le collecteur Q2 à -vcc mais pas à la masse ?

En général, ce circuit peut fonctionner avec la charge entre la sortie et n'importe quel potentiel (même situé en dehors de la plage d'alimentation). Dans le cas d'un haut-parleur ou autre charge ne devant pas avoir de composante continue dans son courant, il faudra effectivement modifier la connexion : ajout d'un condensateur série utilisation d'une alimentation symétrique.

sinon pourquoi des zener?habituellement ce sont de diodes simples

Effectivement. Sans doute une erreur de schéma. Même si, en l'occurence, cela ne change rien : les diodes sont toujours polarisées en direct.

j'ai refait le calcul comme ça:

IR5= (12-1.4)/(R5+R7)=10.6/400=0.0265A
UR5=UR7=200*0.0265=5.3V

Il n'est pas nécessaire de supposer que Ib << IR5. Le montage fonctionne également dans le cas contraire.

On a donc Vs=6V, et la tension de sortie (potentiel aux bornes de RL) est aussi de URL=6V.
Vs=URL. Et donc ce montage n'apporte aucune amplification de tension, uniquement une amplification du courant.

Oui.

Grace aux diodes, les deux transistors sont toujours passant.

Plus ou moins.... en pratique, on évitera que ce soit (trop) le cas en faisant en sorte que la tension de seuil Vf des diodes soit inférieure au Vbe des transitors. Ou, plus précisément : que le Vbe > Vf en ajoutant des résistances d'émetteur.
Pour tes simulations, tu peux remplacer les diodes par des Schottky : ca peut aider à comprendre. Tu peux aussi supprimer les diodes pour en observer l’intérêt.

C'est toujours Q1 qui fourni le courant de sortie. Il n'y a pas de condensateur avant RL ce qui fait que le courant ne change pas de sens.

Oui.

Le même résultat serait obtenu avec un condensateur.

Non.

[harominc]

salut antoine,
Salut

Bonjour,
Il n'est pas nécessaire de supposer que Ib << IR5. Le montage fonctionne également dans le cas contraire.

D'accord mais mes calculs serait imprécis si ce n'était pas le cas, non?

Le même résultat serait obtenu avec un condensateur.

Non.

Un condensateur ne permet pas de créer un courant bidirectionnel?


un circuit amélioré avec les résistances d'émetteur pour que les transistor soit passant par alternance

[Antoane]

D'accord mais mes calculs serait imprécis si ce n'était pas le cas, non?

Il faudrait faire d'autres calculs
Supposant connu le gain des transistors, les calculs restent très simples (plus que s'il fallait tenir compte du Ib dans un montage classique d'ampli en émetteur comme par exemple).

Un condensateur ne permet pas de créer un courant bidirectionnel?

Si, au temps pour moi : j'ai lu ta réponse à l'envers.
Le condensateur peut se calculer de manière à avoir une impédance négligeable (reste à définir ce que cela signifie) aux fréquences de travail (i.e. que la tension à ses bornes ne varie pas avec cette fréquence).

[harominc]

Il faudrait faire d'autres calculs
Supposant connu le gain des transistors, les calculs restent très simples (plus que s'il fallait tenir compte du Ib dans un montage classique d'ampli en émetteur comme par exemple).

[Pour le premier schema] La seule manière que je vois de calculer tout ça c'est de partir du pont diviseur. Donc je vois pas comment obtenir des résultats vraiment précis :/. Si tu pouvais me faire une démonstration ce serait cool

[Antoane]

Bonjour,

On peut résoudre le montage comme suit :


Si on suppose que c'est Q1 qui fournit le courant de sortie (la même démonstration pouvant être faite avec Q2) :
Le transistor Q1 n'est pas saturé (sans quoi on aurait Vce de l'ordre de quelques centaines de mV). On peut donc écrire que Ic = b*Ib, avec b~200 le gain.

On a montré que V(out) = V(in), donc on peut calculer I(out) = Ic. On en déduit Ib pour Q1.

On connait la tension d'entrée (fixé par un circuit externe), on peut donc déterminer la tension aux bornes de R5 : (Vcc-Vf-Vin), avec Vf la tension de seuil de D1 et Vcc la tension d'alimentation du montage, et donc le courant dans R5. Connaissant le courant de base de Q1, on obtient (par la loi des nœuds) le courant dans D1.

De la même manière, on peut déterminer la tension aux bornes de R7, et donc le courant dans R7.

Le passage éventuellement "délicat" de la démonstration est le suivant : Pour que le circuit fonctionne bien, on a vu qu'il fallait que la tension de seuil des diodes soit légèrement inférieure au Vbe des transistors (ou autre artifice du même genre). On peut donc écrire que V(out) = V(in) - V° où V° est une tension de faible valeur positive caractérisant ce "légèrement inférieure". Par suite, la tension aux bornes de D1 et D2 vaut effectivement Vf (puisque les deux diodes conduisent du courant) et la tension entre base et émetteur de Q1 vaut Vf+V° (puisque Q1 conduit du courant). Par la loi des mailles, on en déduit que la tension entre émetteur et base de Q2 vaut Vf-V°, ce qui est inférieur à Vf+ V°, donc aucun courant ne circule par la base de Q2, le transistor est bloqué.
Son courant de collecteur est nul, comme son courant de base.

Le courant dans la résistance R7 (déjà calculé plus haut) est alors égal au courant dans D2.

Toute cette démonstration fait des hypothèses assez raisonnables mais permettant de fortement simplifier l'étude. On pourrait améliorer le modèle en guise d'onanisme intellectuel, mais une fois le principe de fonctionnement compris, il me semble plus pertinent de passer sur simulateur pour approfondir l'analyse.