Cours électronique

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Les transistors sont des semi-conducteurs avec trois contacts. Ils servent à l‘amplification ou à la commutation de signaux. On distingue le transistor bipolaire et le transistor à effet de champs, répartis eux-mêmes dans plusieurs types. Les transistors européens sont classés d‘après la désignation Pro-Electron, qui est expliquée ci-dessous.

A l’aide de la théorie des quadripoles on peut calculer les grandeurs caractéristiques d’un circuit avec un transistor.
Dans le montage émetteur commun, alimenté par une source de haute impédance, c’est-à-dire avec un courant indépendant de la charge, on trouve la fréquence de coupure fß. Le même circuit montre une fréquence de coupure fS qui est 10 fois plus élevée, si la source est de basse impédance.

Cette même fréquence de coupure fS est applicable pour le montage base commune alimenté par une source de basse impédance. Si on utilise une source de haute impédance (avec un courant émetteur indépendant de la charge) la fréquence de coupure est la fréquence de transition fT.
La fréquence de coupure du montage collecteur commun varie selon l’impédance de la source entre f et fT.

Le schéma fondamental de l’amplificateur différenciateur (appelé aussi amplificateur différentiel) est composé de deux transistors symétriques avec les émetteurs reliés. Il possède deux entrées et deux sorties et peut être utilisé pour l’amplification de signaux continus et alternatifs.

Les simulations sont basée sur le programme SPICE « Simulation Program with Integra-ted Circuit Emphasis » inventé par l’université de Berkely dans les années 70. Par la suite, SPICE a été perfectionné par différents fournisseurs (Pspice= SPICE pour PC, MICRO-CAP II, Touchstone, Menthor, CADANCE, HP Advanced Design System etc). Les composantes comme les transistors bipolaires ou les transistors à effet de champs sont décrits par des fichiers SPICE avec des paramètres standardisés.

L’amplificateur différentiateur ou amplificateur opérationnel (ampliop) est un composant à fonctions multiples dans les circuits électroniques (amplificateur des faibles signaux, am-plificateur de courant continu, filtres actifs). Il s’agit des circuits intégrés qui sont compo-sés d’un grand nombre de semi-conducteurs (transistors, diodes, diodes zener) et des composantes passives (résistances, capacités). Grâce à la technique utilisée (intégration monolithique) le circuit est fabriqué sur un seul substrat, et souvent un boîtier comprend plusieurs ampliop.

Les principales caractéristiques d’un ampliop sont :
• Une haute amplification de tension (>100 dB)
• Une haute impédance d’entrée (1 MΩ, ou beaucoup plus grand s’il s’agit d’un am-pliop avec des transistors à effet de champs à l’entrée)
• Une faible impédance de sortie (< 100 Ω)
• Une grande amplification de puissance
• La gamme de fréquence couvre le courant continu à quelques MHz ou, selon le type quelques GHz
• L’amplification en tension décroît régulièrement de 20 dB par décade
• L’amplificateur opérationnel est équipé de deux entrées une positive et une néga-tive (inverseuse). A la sortie il produit la différence amplifiée des deux tensions aux entrées. Cela lui donne le nom « d’amplificateur différentiateur » ou moins précisément d’ « amplificateur différentiel ».
• L’ampliop est le plus souvent alimenté par deux alimentations symétriques mais on peut aussi le brancher à une seule tension. Dans ce cas la masse se trouve au milieu de cette tension et est fixée par deux résistances.
• La correction de la réponse fréquentielle est réalisée par des éléments internes ou par un circuit externe