Analyse d'un Amplificateur à Transistor BJT 2N2222
Contexte : L'amplificateur à émetteur communConfiguration d'amplificateur à transistor la plus courante, offrant un gain élevé en tension et en courant. Le signal d'entrée est appliqué à la base et le signal de sortie est prélevé sur le collecteur..
Les amplificateurs à transistors bipolaires (BJT) sont des composants fondamentaux en électronique analogique. Ils permettent d'augmenter la puissance d'un signal, une fonction essentielle dans les systèmes audio, les communications radio et de nombreux autres domaines. La configuration en émetteur commun est particulièrement prisée pour son gain en tension élevé. Cet exercice se concentre sur l'analyse complète d'un tel montage, en commençant par sa polarisation en courant continu (DC) pour finir par ses caractéristiques en régime alternatif (AC) ou "petit signal".
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous guidera à travers les étapes clés de l'analyse d'un amplificateur. Comprendre comment déterminer le point de fonctionnement et les paramètres petits signaux est crucial pour pouvoir concevoir et dépanner des circuits électroniques.
Objectifs Pédagogiques
- Calculer le point de polarisationÉgalement appelé point de fonctionnement ou Q-point, il définit les conditions de repos (tensions et courants continus) du transistor en l'absence de signal d'entrée. (ou point de fonctionnement) d'un transistor BJT.
- Déterminer les paramètres du modèle petit-signalUn modèle linéaire du transistor utilisé pour analyser le comportement du circuit pour de faibles signaux alternatifs superposés au point de polarisation continu. du transistor.
- Analyser les performances de l'amplificateur : calcul du gain en tension, de l'impédance d'entrée et de l'impédance de sortie.
Données de l'étude
Schéma de l'amplificateur à émetteur commun
Fiche Technique
| Paramètre | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Tension d'alimentation | \(V_{CC}\) | 12 V |
| Résistance de pont 1 | \(R_1\) | 22 k\(\Omega\) |
| Résistance de pont 2 | \(R_2\) | 4.7 k\(\Omega\) |
| Résistance de collecteur | \(R_C\) | 3.3 k\(\Omega\) |
| Résistance d'émetteur | \(R_E\) | 1 k\(\Omega\) |
| Gain en courant DC | \(\beta_{DC}\) | 100 |
| Tension Base-Émetteur | \(V_{BE(on)}\) | 0.7 V |
| Tension d'Early | \(V_A\) | 100 V |
Questions à traiter
- Calculer le point de polarisation du transistor (courants \(I_B\), \(I_C\) et tension \(V_{CE}\)).
- Déterminer les paramètres du modèle petit-signal hybride en \(\pi\) (\(g_m\), \(r_{\pi}\) et \(r_o\)).
- Calculer le gain en tension de l'amplificateur (\(A_v = v_{\text{out}}/v_{\text{in}}\)).
- Calculer l'impédance d'entrée de l'amplificateur (\(Z_{\text{in}}\)).
- Calculer l'impédance de sortie de l'amplificateur (\(Z_{\text{out}}\)).
Les bases sur l'amplificateur BJT
Pour résoudre cet exercice, il est essentiel de maîtriser deux concepts : l'analyse DC pour la polarisation et l'analyse AC pour le comportement en petit-signal.
1. Polarisation par pont de base
Le but de la polarisation est de fixer un point de fonctionnement stable pour le transistor. Pour le pont de base (R1, R2), on utilise souvent l'équivalent de Thévenin vu de la base du transistor.
\[ V_{\text{TH}} = V_{\text{CC}} \frac{R_2}{R_1 + R_2} \quad ; \quad R_{\text{TH}} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} \]
La loi des mailles sur la boucle base-émetteur permet de trouver le courant de base \(I_B\).
\[ V_{\text{TH}} = R_{\text{TH}} I_B + V_{\text{BE}} + R_E I_E \]
2. Modèle petit-signal en \(\pi\)
Ce modèle représente le comportement du transistor pour de petites variations de signal autour du point de polarisation. Il contient une résistance d'entrée \(r_{\pi}\), une source de courant commandée en tension \(g_m v_{be}\), et une résistance de sortie \(r_o\).
\[ g_m = \frac{I_C}{V_T} \quad ; \quad r_{\pi} = \frac{\beta_{ac}}{g_m} \quad ; \quad r_o = \frac{V_A}{I_C} \]
Où \(V_T\) est la tension thermique, valant environ 25 mV à température ambiante.
Correction : Analyse d'un Amplificateur à Transistor BJT 2N2222
Question 1 : Calcul du point de polarisation (\(I_B, I_C, V_{CE}\))
Principe
L'analyse en courant continu (DC) vise à établir les conditions de repos du transistor (courants et tensions) en l'absence de signal d'entrée. C'est comme régler le ralenti d'un moteur : on doit trouver un point de fonctionnement optimal pour que le transistor puisse ensuite amplifier correctement le signal AC sans être bloqué ou saturé.
Mini-Cours
Pour qu'un transistor BJT fonctionne en amplificateur, il doit être dans sa zone active (ou linéaire). Cela signifie que sa jonction base-émetteur doit être polarisée en direct (\(V_{BE} > 0\)) et sa jonction base-collecteur en inverse (\(V_{BC} < 0\)). Le circuit de polarisation par pont diviseur est conçu pour atteindre cet état de manière stable, peu importe les variations de température ou de \(\beta\).
Remarque Pédagogique
La méthode de l'équivalent de Thévenin est votre meilleure alliée ici. Elle transforme le réseau complexe à l'entrée (Vcc, R1, R2) en une simple source de tension avec une résistance en série, ce qui rend la loi des mailles sur la boucle d'entrée beaucoup plus facile à appliquer.
Normes
Il n'y a pas de "norme" réglementaire au sens strict, mais l'analyse des circuits électroniques suit des conventions universellement admises. L'une d'elles est de considérer que pour une analyse DC, tous les condensateurs sont des circuits ouverts, car leur impédance (\(1/j\omega C\)) tend vers l'infini à la fréquence nulle (DC).
Formule(s)
Tension de Thévenin
Résistance de Thévenin
Courant de Base
Courant de Collecteur
Tension Collecteur-Émetteur
Hypothèses
- Le transistor fonctionne en régime linéaire (actif).
- La tension de seuil de la jonction base-émetteur \(V_{BE}\) est constante et vaut 0.7 V.
- Le courant d'émetteur \(I_E\) est approximativement égal au courant de collecteur \(I_C\), car \(I_B\) est très faible.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Tension d'alimentation | \(V_{CC}\) | 12 V |
| Résistances de pont | \(R_1\), \(R_2\) | 22 k\(\Omega\), 4.7 k\(\Omega\) |
| Résistances de charge | \(R_C\), \(R_E\) | 3.3 k\(\Omega\), 1 k\(\Omega\) |
| Gain DC & Tension de seuil | \(\beta_{DC}\), \(V_{BE}\) | 100, 0.7 V |
Astuces
Pour vérifier la stabilité de la polarisation, on peut vérifier si le pont est "rigide". Si \(R_{TH} \ll (\beta_{DC}+1)R_E\) (par ex. 10 fois plus petit), alors la tension de base est bien fixée par le pont et le point de fonctionnement sera très stable. Ici, \(3.87\text{k}\Omega\) n'est pas 10 fois plus petit que \(101\text{k}\Omega\), mais la condition reste acceptable.
Schéma (Avant les calculs)
Circuit DC équivalent avec Thévenin
Calcul(s)
Calcul de la tension de Thévenin (\(V_{\text{TH}}\))
Calcul de la résistance de Thévenin (\(R_{\text{TH}}\))
Calcul du courant de base (\(I_B\))
Calcul du courant de collecteur (\(I_C\))
Calcul de la tension Collecteur-Émetteur (\(V_{\text{CE}}\))
Schéma (Après les calculs)
On peut représenter le point de fonctionnement sur la droite de charge DC du transistor.
Droite de Charge DC et Point de Fonctionnement (Q)
Réflexions
La tension \(V_{CE}\) (6.22 V) est approximativement à mi-chemin de la tension d'alimentation \(V_{CC}\) (12 V), ce qui est un excellent design pour maximiser l'excursion du signal de sortie sans distorsion. Le transistor est bien polarisé dans sa zone active.
Points de vigilance
L'erreur la plus commune est d'oublier le terme \((\beta+1)\) dans la maille d'entrée. Rappelez-vous que \(I_E = (\beta+1)I_B\). Omettre ce facteur mène à un calcul de \(I_B\) complètement erroné.
Points à retenir
Pour analyser la polarisation d'un montage à pont de base, la séquence est toujours la même : 1. Calculer \(V_{TH}\) et \(R_{TH}\) vus de la base. 2. Appliquer la loi des mailles sur la boucle base-émetteur pour trouver \(I_B\). 3. En déduire \(I_C\) et \(V_{CE}\).
Le saviez-vous ?
Le transistor bipolaire a été inventé en 1947 aux Bell Labs par John Bardeen, Walter Brattain et William Shockley, ce qui leur a valu le prix Nobel de physique en 1956. Cette invention a marqué le début de la révolution électronique.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si \(R_2\) était de 5.6 k\(\Omega\) au lieu de 4.7 k\(\Omega\), quel serait le nouveau courant \(I_C\) ?
Question 2 : Détermination des paramètres petit-signal (\(g_m, r_{\pi}, r_o\))
Principe
Le modèle petit-signal est une version linéarisée du transistor autour de son point de fonctionnement. Il nous permet d'utiliser les outils simples de l'analyse des circuits linéaires (comme la loi d'Ohm) pour étudier le comportement de l'amplificateur face à un signal alternatif (AC), qui sont de petites variations.
Mini-Cours
Chaque paramètre a une signification physique : \(g_m\) (transconductance) représente l'effet d'amplification du transistor. \(r_{\pi}\) modélise le courant nécessaire pour "ouvrir" la base au signal AC. \(r_o\) (résistance d'Early) modélise le fait que le transistor n'est pas une source de courant parfaite, son courant de sortie varie légèrement avec la tension \(V_{CE}\).
Remarque Pédagogique
N'oubliez jamais que ces paramètres ne sont valables qu'autour du point de polarisation. Si la polarisation change, tous ces paramètres changent aussi. C'est pourquoi la question 1 est fondamentale avant de pouvoir aborder l'analyse AC.
Normes
Le modèle hybride en \(\pi\) est le modèle standard utilisé dans la quasi-totalité des analyses de circuits à transistors en basse et moyenne fréquence. Il offre un excellent compromis entre simplicité et précision.
Formule(s)
Transconductance
Résistance d'entrée du transistor
Résistance de sortie du transistor
Hypothèses
- Le signal d'entrée est "petit", c'est-à-dire que les variations de tensions et courants sont faibles pour que le modèle linéaire reste valide.
- On considère le circuit à température ambiante, ce qui justifie l'utilisation de \(V_T \approx 25\) mV.
- On suppose que le gain en courant alternatif \(\beta_{\text{ac}}\) est égal au gain en courant continu \(\beta_{\text{DC}}\).
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Courant Collecteur DC | \(I_C\) | 1.344 mA |
| Tension Thermique | \(V_T\) | 25 mV |
| Gain en courant AC | \(\beta_{\text{ac}}\) | 100 |
| Tension d'Early | \(V_A\) | 100 V |
| Tension Collecteur-Émetteur | \(V_{CE}\) | 6.22 V |
Astuces
Une formule combinée utile à retenir est \(r_{\pi} = \frac{\beta V_T}{I_C}\). Cela vous permet de calculer \(r_{\pi}\) directement à partir du point de polarisation sans passer par le calcul intermédiaire de \(g_m\).
Schéma (Avant les calculs)
Transistor BJT avec son Point de Fonctionnement
Calcul(s)
Calcul de la transconductance (\(g_m\))
Calcul de la résistance d'entrée (\(r_\pi\))
Calcul de la résistance de sortie (\(r_o\))
Schéma (Après les calculs)
Modèle Hybride en \(\pi\) avec valeurs
Réflexions
On obtient une transconductance assez élevée (53.8 mS), ce qui est prometteur pour le gain. La résistance d'entrée \(r_{\pi}\) est relativement faible (1.86 k\(\Omega\)), ce qui aura un impact sur l'impédance d'entrée globale. La résistance de sortie \(r_o\) est grande (74.4 k\(\Omega\)), ce qui est typique et signifie que le transistor se comporte comme une bonne source de courant.
Points de vigilance
Attention aux unités ! \(V_T\) est en millivolts (mV) et \(I_C\) en milliampères (mA). Assurez-vous d'utiliser les puissances de 10 correctement (\(10^{-3}\)) dans vos calculs pour ne pas avoir de facteur 1000 d'erreur.
Points à retenir
Les trois paramètres \(g_m\), \(r_{\pi}\) et \(r_o\) sont les clés de l'analyse AC. Leur calcul est une étape intermédiaire obligatoire entre l'analyse DC et le calcul des performances (gain, impédances).
Le saviez-vous ?
La "Tension d'Early", du nom de son découvreur James M. Early, n'est pas une tension physique réelle que l'on peut mesurer. C'est un paramètre de modélisation qui représente l'extrapolation des caractéristiques de sortie du transistor, qui ne sont pas parfaitement plates.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Avec le courant \(I_C = 1.57\) mA calculé dans le "À vous de jouer" précédent, quelle serait la nouvelle valeur de \(g_m\) ?
Question 3 : Calcul du gain en tension (\(A_v\))
Principe
Le gain en tension est le rapport entre l'amplitude du signal alternatif de sortie et celui d'entrée (\(A_v = v_{\text{out}}/v_{\text{in}}\)). Il mesure la capacité du circuit à amplifier un signal. Dans une configuration à émetteur commun, on s'attend à un gain élevé et négatif, indiquant une amplification avec une inversion de phase de 180°.
Mini-Cours
Le gain est fondamentalement déterminé par la transconductance (\(g_m\)) et la résistance de charge totale vue par le collecteur. Le courant alternatif généré par la source commandée (\(g_m v_{be}\)) traverse la résistance de charge équivalente (\(R'_{L} = R_C \parallel r_o\)), créant la tension de sortie \(v_{\text{out}} = -g_m v_{be} R'_{L}\). Comme \(v_{\text{in}} = v_{be}\), le gain est simplement \(-g_m R'_{L}\).
Remarque Pédagogique
Ne soyez pas surpris par le signe négatif du gain. Il est caractéristique de cette configuration et signifie que lorsque le signal d'entrée augmente, le signal de sortie diminue, et vice-versa. C'est une inversion de phase, pas une "perte".
Normes
Pour l'analyse AC, en plus des condensateurs considérés comme des courts-circuits, toutes les sources de tension DC (comme \(V_{CC}\)) sont considérées comme étant connectées à la masse AC. C'est parce qu'une source de tension idéale a une impédance interne nulle, agissant comme un court-circuit pour les signaux alternatifs.
Formule(s)
Gain en tension
Hypothèses
- L'analyse est faite en "bande passante", c'est-à-dire à des fréquences où les condensateurs de liaison et de découplage agissent comme des courts-circuits parfaits.
- Aucune charge externe n'est connectée à la sortie de l'amplificateur.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Transconductance | \(g_m\) | 53.76 mS |
| Résistance Collecteur | \(R_C\) | 3.3 k\(\Omega\) |
| Résistance d'Early | \(r_o\) | 74.4 k\(\Omega\) |
Astuces
Dans la plupart des cas pratiques, la résistance d'Early \(r_o\) est bien plus grande que la résistance de collecteur \(R_C\). L'approximation \(R_C \parallel r_o \approx R_C\) est donc souvent utilisée pour un calcul rapide. Le résultat sera très proche de la valeur exacte et cela simplifie grandement la formule : \(A_v \approx -g_m R_C\).
Schéma (Avant les calculs)
Schéma équivalent petit-signal pour le calcul du gain
Calcul(s)
Calcul de la résistance de charge AC équivalente (\(R_C \parallel r_o\))
Calcul du gain en tension (\(A_v\))
Schéma (Après les calculs)
Illustration du gain et de l'inversion de phase
Réflexions
Un gain de -170 est considérable. Cela signifie qu'un signal d'entrée de 1 mV en crête produira un signal de sortie de 170 mV en crête, mais inversé. C'est une bonne performance pour un amplificateur à un seul étage.
Points de vigilance
N'oubliez jamais le signe négatif ! Il est crucial et représente une caractéristique fondamentale de cette configuration. L'omettre dans un rapport ou un examen est une erreur majeure.
Points à retenir
Le gain en tension d'un émetteur commun est principalement le produit de la transconductance par la résistance de charge AC du collecteur. Pour augmenter le gain, on peut soit augmenter \(I_C\) (ce qui augmente \(g_m\)), soit augmenter \(R_C\).
Le saviez-vous ?
Les premiers amplificateurs audio, avant les transistors, utilisaient des tubes à vide (ou "lampes"). Un seul tube pouvait avoir la taille d'une ampoule ! Le transistor a permis une miniaturisation extrême qui a rendu possible l'électronique portable.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si \(R_C\) était de 4.7 k\(\Omega\), quel serait le nouveau gain en tension (en utilisant l'approximation \(A_v \approx -g_m R_C\))?
Question 4 : Calculer l'impédance d'entrée de l'amplificateur (\(Z_{\text{in}}\))
Principe
L'impédance d'entrée \(Z_{\text{in}}\) est la résistance équivalente vue par la source de signal \(V_{\text{in}}\). Elle détermine la quantité de courant que la source doit fournir. Une impédance d'entrée élevée est généralement souhaitable pour ne pas "charger" la source, c'est-à-dire ne pas lui demander trop de courant, ce qui pourrait faire chuter sa tension.
Mini-Cours
L'impédance d'entrée est composée de tous les chemins que le courant AC peut prendre depuis l'entrée vers la masse. Ici, le courant peut passer par \(R_1\), par \(R_2\) (qui sont toutes deux reliées à la masse AC), et dans la base du transistor (résistance \(r_{\pi}\)). Ces trois chemins étant en parallèle, l'impédance totale est le résultat de leur mise en parallèle.
Remarque Pédagogique
C'est un point clé : les résistances de polarisation, bien qu'essentielles pour le DC, ont souvent un effet "négatif" sur les performances AC. Ici, \(R_1\) et \(R_2\) diminuent l'impédance d'entrée globale de l'amplificateur, ce qui n'est pas idéal.
Normes
Le calcul d'impédance équivalente pour des composants en parallèle est une règle de base de l'électrocinétique. Il n'y a pas de norme spécifique, c'est l'application directe des lois des circuits.
Formule(s)
Impédance d'entrée
Hypothèses
- L'analyse est faite en régime petit-signal.
- Les condensateurs sont des courts-circuits.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Résistance de Thévenin | \(R_{TH}\) | 3.87 k\(\Omega\) |
| Résistance d'entrée du BJT | \(r_{\pi}\) | 1.86 k\(\Omega\) |
Astuces
Pour calculer rapidement deux résistances en parallèle, utilisez la formule "produit sur somme". Aussi, rappelez-vous que le résultat de la mise en parallèle est toujours plus petit que la plus petite des résistances. C'est un bon moyen de vérifier votre calcul.
Schéma (Avant les calculs)
Circuit d'entrée pour le calcul de Zin
Calcul(s)
Calcul de l'impédance d'entrée (\(Z_{\text{in}}\))
Schéma (Après les calculs)
Impédance d'Entrée Équivalente
Réflexions
Une impédance d'entrée de 1.26 k\(\Omega\) est relativement faible. Si la source qui fournit le signal a elle-même une impédance de sortie élevée, une partie non négligeable du signal sera perdue à travers cette impédance d'entrée. C'est l'un des inconvénients de cette configuration.
Points de vigilance
L'erreur classique est d'oublier les résistances de polarisation \(R_1\) et \(R_2\) dans le calcul de \(Z_{\text{in}}\) et de considérer que \(Z_{\text{in}} = r_{\pi}\). N'oubliez pas qu'en AC, \(V_{CC}\) est à la masse, donc \(R_1\) et \(R_2\) sont bien en parallèle avec l'entrée.
Points à retenir
\(Z_{\text{in}}\) d'un amplificateur à émetteur commun avec polarisation par pont est toujours \(R_{TH} \parallel r_{\pi}\). Pour obtenir une impédance d'entrée plus élevée, il faudrait utiliser des résistances de pont de plus grande valeur, ou une autre topologie d'amplificateur.
Le saviez-vous ?
Les amplificateurs opérationnels (AOP), des circuits intégrés contenant des dizaines de transistors, sont conçus pour avoir une impédance d'entrée extrêmement élevée (plusieurs M\(\Omega\)), ce qui est l'une des raisons de leur immense popularité : ils ne chargent quasiment jamais la source de signal.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si le \(\beta\) du transistor était de 200 au lieu de 100, quelle serait la nouvelle impédance d'entrée (recalculez d'abord \(r_{\pi}\) avec \(g_m=53.8\) mS)?
Question 5 : Calculer l'impédance de sortie de l'amplificateur (\(Z_{\text{out}}\))
Principe
L'impédance de sortie \(Z_{\text{out}}\) est la résistance vue depuis la sortie (\(V_{\text{out}}\)) en regardant "vers l'intérieur" de l'amplificateur. Elle est cruciale car elle forme un pont diviseur de tension avec la charge connectée. Une impédance de sortie faible est généralement souhaitée pour maximiser le transfert de tension vers la charge.
Mini-Cours
Pour calculer \(Z_{\text{out}}\), on "éteint" toutes les sources indépendantes du circuit (la source d'entrée \(V_{\text{in}}\) est mise à 0) et on regarde la résistance équivalente depuis le port de sortie. Mettre \(V_{\text{in}}\) à 0 signifie que \(v_{be}=0\), ce qui annule la source de courant commandée \(g_m v_{be}\). Le circuit se simplifie alors grandement.
Remarque Pédagogique
L'impédance de sortie de cet amplificateur est principalement dictée par la résistance de collecteur \(R_C\). C'est une caractéristique importante de la configuration émetteur commun : son impédance de sortie n'est ni très faible, ni très élevée, mais modérée.
Normes
La méthode consistant à annuler les sources indépendantes pour trouver la résistance de sortie est une application directe du théorème de Thévenin, un standard de l'analyse de circuits.
Formule(s)
Impédance de sortie
Hypothèses
- L'analyse est faite en régime petit-signal.
- La source d'entrée \(V_{\text{in}}\) est mise à la masse (\(V_{\text{in}}=0\)).
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Résistance Collecteur | \(R_C\) | 3.3 k\(\Omega\) |
| Résistance d'Early | \(r_o\) | 74.4 k\(\Omega\) |
Astuces
Comme pour le calcul du gain, l'approximation \(Z_{\text{out}} \approx R_C\) est très souvent valable car \(r_o\) est généralement beaucoup plus grande que \(R_C\). Cela donne une estimation rapide et souvent suffisante de l'impédance de sortie.
Schéma (Avant les calculs)
Circuit pour le calcul de Zout
Calcul(s)
Calcul de l'impédance de sortie (\(Z_{\text{out}}\))
Schéma (Après les calculs)
Impédance de Sortie Équivalente
Réflexions
Une impédance de sortie de 3.16 k\(\Omega\) est modérée. Pour piloter efficacement une charge de faible impédance (comme un haut-parleur de 8 \(\Omega\)), il faudrait un étage de sortie supplémentaire avec une impédance beaucoup plus faible (un étage "collecteur commun" par exemple).
Points de vigilance
Une erreur serait de penser que la source de courant commandée \(g_m v_{be}\) joue un rôle. Comme on pose \(V_{\text{in}}=0\) pour le calcul, alors \(v_{be}=0\), et la source de courant devient un circuit ouvert (courant nul). Elle disparaît donc du calcul de \(Z_{\text{out}}\).
Points à retenir
L'impédance de sortie d'un amplificateur émetteur commun simple est dominée par sa résistance de collecteur, \(R_C\). C'est une valeur facile à estimer et un point de repère important dans la conception.
Le saviez-vous ?
L'adaptation d'impédance est un concept crucial. Pour un transfert de puissance maximal d'une source vers une charge, il faut que l'impédance de la charge soit le conjugué complexe de l'impédance de la source. Pour des circuits purement résistifs, cela signifie \(Z_{\text{out}} = Z_{\text{charge}}\).
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si \(r_o\) était de 50 k\(\Omega\) (transistor de moins bonne qualité) et \(R_C\) de 4.7 k\(\Omega\), quelle serait la nouvelle impédance de sortie?
Outil Interactif : Simulateur de Polarisation et de Gain
Utilisez les curseurs pour modifier les valeurs des résistances du pont de base (\(R_2\)) et de collecteur (\(R_C\)). Observez comment le point de polarisation et le gain en tension sont affectés.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Quel est le rôle principal de la polarisation d'un transistor ?
2. Dans l'analyse petit-signal, comment sont considérés les condensateurs et la source Vcc ?
3. Si la résistance de collecteur \(R_C\) augmente, comment le gain en tension \(A_v\) (en valeur absolue) évolue-t-il ?
4. Le paramètre petit-signal \(g_m\) (transconductance) est directement proportionnel à :
5. Quel est le déphasage introduit par un amplificateur émetteur commun ?
Glossaire
- Point de polarisation (Q-point)
- Définit les conditions de repos (tensions et courants continus) du transistor en l'absence de signal d'entrée. Une bonne polarisation est essentielle pour un fonctionnement linéaire.
- Modèle petit-signal
- Un modèle linéaire équivalent du transistor, valable pour de petites variations de signal autour du point de polarisation. Il permet d'analyser facilement les performances AC du circuit (gain, impédances).
- Transconductance (\(g_m\))
- Paramètre clé du transistor qui mesure l'efficacité avec laquelle la tension d'entrée (Vbe) est convertie en courant de sortie (Ic). Une transconductance élevée implique un gain potentiellement élevé.
- Gain en tension (\(A_v\))
- Rapport entre l'amplitude du signal de tension de sortie et celui du signal d'entrée. C'est la mesure principale de l'amplification.
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