2 : tripôles actifs

Table des matières

XVI. Le transistor bipolaire

1. Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Description physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Effet transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Expression des courants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Courant inverse des jonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Expression complète du courant Ic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Transistor intrinsèque et extrinsèque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Le gain inverse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XVII. Tripôle actif. Caractéristiques statiques essentielles

1. Les différents types de transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Le transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Le transistor à effet de champ FET-jonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Le transistor à grille isolée (MOS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Caractéristiques statiques idéales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Modèle général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Caractéristiques d'entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Caractéristiques statiques essentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor FET (à jonction ou MOS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XVIII. Polarisation des tripôles actifs

1. Polarisation à l'entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Conditions générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Transistor FET (à jonction ou MOS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Polarisation en sortie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Conditions générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistors bipolaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Transistors FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Calculs pratiques. Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XIX. Limitations statiques et dérives thermiques dans les tripôles

1. Transistors bipolaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Caractéristiques de sortie réelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Tensions de claquage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Dérives en température des transistors bipolaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Dérives en température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Évaluation approximative de la dérive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Évaluation précise de la dérive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Représentation de la dérive. Dérive de Ic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Transistors FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Tension de claquage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Effet de la température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XX. Montages statiques et stabilité thermique

1. Étude de quelques montages à transistors bipolaires . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Montage à un seul transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Générateur de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Montage à deux transistors bipolaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Transposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Polarisation en courant d'un transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Montage avec transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Montage avec transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXI. Fonctionnement en régime dynamique

1. Droites de charge (transistor bipolaire) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Schéma complet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Droite de charge en dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Schéma équivalent du transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Établissement du schéma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor extrinsèque. Schéma complété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Généralisation. Transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Droites de charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Schéma a équivalent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXII. Tripôle actif en régime linéaire. Les trois montages

1. Le tripôle idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Modèle idéal en régime dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Les trois configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Tripôle réel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Le courant ii n'est pas nul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Admittances parasites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Les trois montages. Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Propriétés générales de la matrice indéfinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXIII. Schémas équivalents et paramètres

1. Paramètres à admittance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Réseaux équivalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Paramètres à admittance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Paramètres hybrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Paramètres à impédance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transformation de réseau [Y] en réseau [Z] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Matrice de chaîne. Mise en cascade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Transistors bipolaires. Réseaux équivalents dans les trois montages . . . . .

a. Montage émetteur commun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Montage base commune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Montage collecteur commun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Amplificateurs suiveurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Amplificateur suiveur en courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Amplificateur suiveur en tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Cas des transistors FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXIV. Transistors à haute fréquence

1. Schémas équivalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Transistor bipolaire et gain en courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor bipolaire. Réseau d'entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Transistor FFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Insertion d'une résistance de contre-réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Rôle de la résistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXV. Montages amplificateurs

1. Amplificateurs type G ou Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Pente composite pour le transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Pente composite pour le transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Gain en tension composite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Effet Miller. Transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Gain en tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Montage à transimpédance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXVI. Montages amplificateurs. Association

1. Règles générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Association (Y). (Z) et (Z). (Y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Association (Y). (Z) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Association (Z). (Y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Impédance d'entrée et de sortie des éléments (Y) et (Z) . . . . . . . . . . . . . .

3. Structure cascode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Structure hybride (Y). (V) suiveur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXVII. Préamplificateur

1. Représentation du bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Facteur de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Introduction d'un dipôle à l'entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Utilisation des transistors bipolaires et des transistors FET . . . . . . . . . . . .

5. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XXVIII. Éléments actifs ou semi-actifs commandés

1. Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Commande de gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Modulation et changement de fréquence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Transistor FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Corrigés des exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

1

1

3

5

5

6

6

8

8

 

 

9

9

9

11

13

13

15

17

17

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21

 

 

22

22

24

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29

29

29

30

31

31

33

34

 

 

35

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38

40

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44

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47

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68

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71

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73

 

 

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