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Cours exposé
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques
email : nasser_baghdad @ yahoo.fr
UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA
DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
Pr . A. BAGHDAD 1
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 2
Contenu du programme
Chapitre I : Généralités
Chapitre II : Régime continu
Chapitre III : Régime alternatif sinusoïdal
Chapitre IV : Les quadripôles
Chapitre V : Les filtres passifs
Chapitre VI : Les diodes
Chapitre VII : Le transistor bipolaire
Chapitre VIII : L’amplificateur opérationnel
Partie A
Circuits électriques
Partie B
Circuits électroniques
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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Chapitre VII
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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I. Étude statique
II. Étude dynamique
III. Applications du transistor dans la conception des
amplificateurs petits signaux BF
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
Sommaire
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 6
1°) Définition
2°) Symbole et convention
3°) Différents modes de fonctionnement du transistor bipolaire
4°) Modélisation du transistor bipolaire : modèle à 2 diodes
5°) Représentation quadripolaire en statique du transistor
6°) Détermination graphique des paramètres hybrides statiques
7°) Polarisation du transistor bipolaire
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 7
1°) Définition
► Un transistor bipolaire est un dispositif électronique à base de semi-conducteur de
la famille des transistors.
► Son principe de fonctionnement est basé sur deux jonctions PN, l'une en direct et
l'autre en inverse.
► La polarisation de la jonction PN inverse par un faible courant électrique (parfois
appelé effet transistor) permet de « commander » un courant beaucoup plus
important, suivant le principe de l'amplification de courant.
Quelques types de transistors bipolaires
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2°) Symbole et convention
► Il existe deux types :
* Transistor NPN
* Transistor PNP
► Il possède trois bornes
(ou trois électrodes) :
B : Base
E : Émetteur
C : Collecteur
C
B
E
NPN B
E
C
PNP
Symbole
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VBE = VBC + VCE
► Le transistor est une maille de tension et un nœud de courant
Convention de signe
C
B
E
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IE
C
B
E
PNP
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IE
NPN
IE = IC + IB
■ Loi des mailles :
■ Loi des nœuds :
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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► On pose :
C
B
E
VBE
VCE
IB
NPN
E
IC
C
B
E
VBE
VCE
IB
PNP
E
IC
B
C
I
I

β >> 1
Gain en courant du transistor
► Le transfert direct en courant du quadripôle est défini par : IC/IB
► Ce transfert direct en courant correspondant à un gain en courant
β est la gain en courant du transistor. β varie entre 10 à 800 selon le type transistor
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IC ≈ α IE
C
CC
CBE I
II
soitIII 

IC = β IB IC ≈ IE





1




1
Relation entre α et β du transistor
► α est un coefficient de proportionnalité reliant le courant de collecteur au courant
d’émetteur. On pose :
Approximation :
► A partir de maintenant, on considère pour le transistor bipolaire que :
IC ≈ α IE avec α = 0,999.. ≈ 1
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C
B
E
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
C
B
E
PNP
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
NPN
IC = β IB IC ≈ IE
Simplification :
► On retient pour les deux types :
► IB et IC, les seuls courants qui circulent : transistor bipolaire
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► Il existe quatre régimes de fonctionnement :
■ FND ou FC (Fonctionnement Normal Direct ou Fonctionnement
Conducteur) pour l’amplification et autres fonctions de l’EA…
■ FB (Fonctionnement Bloqué ou Éteint) pour la commutation.
Base de l’EN
■ FS (Fonctionnement Saturé ou Allumé) pour la commutation.
Base de l’EN
■ FNI (Fonctionnement Normal Inverse) : aucun intérêt pratique,
il n’est de fonctionnement que par la théorie.
EV
V
V
CE
BC
BE






0
0
0
0
0






CE
BC
BE
V
V
V
0
0
0






CE
BC
BE
V
V
V
0
0
0






CE
BC
BE
V
V
V
3°) Différents modes de fonctionnement du transistor bipolaire
satCCCE IIetEV  00
0 CCE IetEV
satCCCE IIetV  0
Transistor NPN
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EVCE max
0min
CEV
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FND ou FC FB FS
C
B
E
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
EVCE 00BEV
NPN0BCV
0 CCE IetEV
satCCCE IIetV  0satCCCE IIetEV  00
Transistor est tout
le temps conducteur
Électronique
analogique
Électronique
numérique
C
B
E
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
EVCE 0BEV
NPN0BCV
C
B
E
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
0CEV0BEV
NPN0BCV
Technologie TTL
Transistor est tantôt
bloqué et tantôt saturé : il commute
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4°) Modélisation du transistor bipolaire : modèle à 2 diodes idéales
Diode à jonction PN
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1°) NPN C
B
E
NPN
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
C
B
E
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
Attention!!! En pratique, deux diodes montées de la sorte ne permettent pas l’obtention
de l’effet transistor.
diodes à têtes opposées
« Anodes communes »
2°) PNP C
B
E
NPN
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
C
B
E
VBC
VBE
VCE
IC
IB
IC
diodes à têtes bêches
« Cathodes communes »
Transistor bipolaire
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FB ou FE Commutation : électronique numérique
  
  BEBCCEBCBECEBCBE
CE
BC
BE
VVcarVVVVVVDémo
EV
V
V
NPN









 0
0
00
:
0
0

0 CCE IetEV 0 CCE IetEV
2 diodes
sont
bloquées
C
B
E
VCE max = E
IC =0
IB = 0
C
B
E
VCE max = E
IC =0
IB = 0
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FS ou FA
2 diodes
sont
passantes
Commutation : électronique numérique
  
  BEBCCEBCBECEBCBE
CE
BC
BE
VVcarVVVVVVDémo
V
V
V
NPN









 0
0
00
:
0
0
0

C
B
E
VCE = 0
IC = ICsat
IB = IBsat
C
B
E
VCE = 0
IC = ICsat
IB = IBsat
satCCCE IIetV  0
satCCCE IIetV  0
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FND ou FC Conduction : électronique analogique
C
B
E
VCE
IC
Effet transistor
Transfert à
travers une
zone de
forte
résistance
C
B
E
VCE
IC





satCC
CE
II
EV
0
0





satCC
CE
II
VE
0
0
  
0
0
00
:
0
0
0










CEBCBECEBCBE
CE
BC
BE
VVVVVVDémo
V
V
V
NPN

  
0
0
00
:
0
0
0










CEBCBECEBCBE
CE
BC
BE
VVVVVVDémo
V
V
V
PNP

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Rappel
Transistor est un quadripôle
Un fil est un point de potentiel
1 fil 1 point
5°) Représentation quadripolaire en statique du transistor
A K
Diode est un dipôle
I
V = VAK
VBE
Entrée Sortie
VCE
IB IC CB
E E
Représentation quadripolaire du transistor
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Z ou Y
Dipôle (D)
i
v
Dipôle en régime alternatif sinusoïdal
► Les caractéristiques du même dipôle sont :
■ l’impédance complexe Z
■ l’admittance complexe Y
vYiouiZv 
Dipôle : rappel
Z
Yet
Y
Z
11

► D’après la loi d’Ohm :
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« Transistor »
Quadripôle (Q)
i1 i2
v1 v2
Entrée Sortie
Quadripôle en régime alternatif sinusoïdal
►Les caractéristiques du même quadripôle sont :
■ Matrice chaîne directe (a)
■ Matrice chaîne inverse (ai) ou matrice de transfert (T)
■ Matrice impédance (z)
■ Matrice admittance (y)
■ Matrice hybride directe (h)
■ Matrice hybride inverse (g)
Quadripôle : rappel
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 



































CEBC
CEBBE
CE
B
CE
B
C
BE
VhIhI
VhIhV
équationsdSystème
V
I
hh
hh
V
I
h
I
V
ematriciellEcriture
2221
1211
2221
1211
:'
:
Paramètre hybrides statiques caractéristiques du transistor
Représentation quadripolaire du transistor en statique
ΔVBE
Entrée Sortie
ΔVCE
ΔIB ΔIC
CB
E E
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 
 
 
  





















































S
V
I
h
US
V
V
h
US
I
I
h
I
V
h
cteIICE
C
cteIICE
BE
cteVVB
C
cteVVB
BE
BB
BB
CECE
CECE
)0(
22
)0(
12
)0(
21
)0(
11 .
.
Détermination mathématiques des paramètres statiques
6°) Détermination graphique des paramètres hybrides du transistor
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Détermination graphique des paramètres statiques
IB (µA) VCE (V)
VBE (V)
?21
cteVB
C
CE
I
I
h









 
Courbe d’entrée
VBE = f(IB) avec VCE = cte
?11
cteVB
BE
CE
I
V
rh










Courbe de transfert inverse en tension
VBE = f(VCE) avec IB = cte
?12
cteICE
BE
B
V
V
µh










Courbe de sortie
IC = f(VCE) avec IB = cte
?1
22
cteICE
C
B
V
I
h










 
IC (mA)
IB = cte
IB = cte
VCE = cte
VCE = cte
Courbe de transfert direct en courant
Ou courbe de gain en courant
IC = f(IB) avec VCE = cte
ΔIC
ΔIB
Réseau simplifié
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IB (µA) VCE (V)
VBE (V)
IC (mA)
?21 h
?11 rh  ?12 h
?1
22

 h
Courbes paramétriques : VCE = cte Courbes paramétriques : IB = cte
Réseau complet
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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Ordre de grandeur des paramètres statiques du transistor
cteVB
C
CE
I
I
h









 21
β : coefficient de transfert direct
de courant (S.U.) : 10 à 800
cteICE
C
B
V
I
h










 1
22 
ρ : résistance de sortie (Ω)
de 20 à 50 kΩ
cteVB
BE
CE
I
V
rh









11
r : résistance d’entrée (Ω)
de 100 à 1500 Ω
cteICE
BE
B
V
V
µh









12
µ : Coefficient de transfert inverse
de tension (S.U.) : 10-5 à 10-4
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Montage pratique d’un NPN en FND ou FC
00  CCE EV











satMax
Max
CCC
CECE
CE
BC
BE
III
EVV
V
V
V
0
0
0
0
0
VBE
Entrée Sortie
VCE
IB ICC
B
E
+
- EB
+
-EC
RB = 100 kΩ RB = 1 kΩ
(µA) (mA)
00  BBE EV
BC II 
RB : résistance de limitation de courant de base IB (µA)
RC : résistance de limitation de courant de collecteur IC (mA)
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► La polarisation est l’opération qui consiste à choisir un point de fonctionnement au
transistor.
► Cette opération est obligatoire pour un fonctionnement correct du transistor dans
un circuit.
► Pour polariser le transistor, il faut donc un montage de polarisation.
► Il existe plusieurs types de montages, parmi eux, le plus rencontré et le plus utilisé
est le montage de polarisation par pont de base.
7°) Polarisation du transistor bipolaire
On dit : point de fonctionnement ou point de repos ou point de polarisation
Principe et intérêt
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Montage de polarisation par pont de base
► On utilise une seule source E pour alimenter aussi bien le circuit de base que celui
du collecteur
► Les résistances R1 et R2 forment le pont de base
E
R1
+
-
VBE
VCE
IBB
C
E
IC
RC
RE
R2
Entrée
côté base
Sortie
côté collecteur
Ip + IB
Ip
IC
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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► RC , RE , R1 et R2 : les résistances de polarisation
► R1 et R2 constituent le pont de base
► RE assure la stabilité thermique (empêche le transistor de chauffer et de s’emballer)
► E est l’alimentation continue de valeur fixée
► VCE , IC , VBE et IB : les grandeurs électriques continues du composant définissant le
point de polarisation
► IP : le courant de pont
Rôle des éléments
Hypothèse pratique
 
PBP
BP
BP
IIIdoncaOn
IIposeOn
pratiquesécuritédefacteurleutiliseOn
IIposeOn




:
10:
10
:sup
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En pratique, pour éviter trop de consommation dans le montage de polarisation, on
préfère fixer la valeur de IP à 1mA.
Quand il s’agit de commander le transistor par une tension, on suppose :
Quand il s’agit de commander le transistor par un courant, on suppose :
BpBP IIII  10
BP II 
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Équations utiles du montage de polarisation
    CECEC VIRRE
sortieCôté
4
   
 
 
21
2
2
2
21
3
2
1
RR
R
EIR
IRVIR
IRRE
entréeCôté
p
CEBEp
P




E
R1
+
-
VBE
VCE
IBB
C
E
IC
RC = 1 kΩ
RE = 100 ΩR2
Ip + IB
Ip
pBpBp IIIII  ECBC IIetII  
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Droite de charge statique : IC = f(VCE)
   
 EC
CE
CCECEC
RR
VE
IVIRRE


4
► Elle est fournie par le circuit de sortie.
Sortie : côté collecteur
► C’est une droite de pente négative – 1/ RC + RE
E
R1
+
-
VBE
VCE
IBB
C
E
IC
RC = 1 kΩ
RE = 100 ΩR2
Ip + IB
Ip
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Tracé de la droite de charge statique : IC = f(VCE)
► La droite de charge a pour rôle de fournir le lieu de tous les points de
fonctionnement du transistor.
► Le couple de sortie (VCE0 et IC0) définit ici le point de fonctionnement que l’on
souhaite atteindre.
► Le couple d’entrée (VBE0 et IB0) sera obtenu par déduction ou par la droite d’attaque.
EC
CE
C
RR
VE
Idroite


:
EC RR
pente


1
IC
VCE
FS
FB
VCE0
IC0
0
0


CE
EC
Csat
V
RR
E
I
0
max


C
CE
I
EV
FC
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Droite d’attaque statique : IB = f(VBE)
► Elle est fournie par le circuit d’entrée.
Entrée : côté base
 
ET
BET
BBEBETCEBEBTT
RR
VE
IVIRRIRVIRE





E
R1
+
-
VBE
VCE
IBB
C
E
IC
RC
RER2
+
-
E
+
-
VBE
VCE
IBB
C
E
IC
RC
RE
RT
ET











21
21
21
21
2
.
//
RR
RR
RRR
IIcar
RR
R
EE
T
BpT
Ip
Ip
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Tracé de la droite d’attaque statique : IB = f(VBE)
ET
T
Bsat
RR
E
I


IB
VBE
FS
FB
VBE0
IB0 0
ET
ET
BET
B
RR
Pente
RR
VE
IDroite







1
:
:
21
2
RR
R
EET


FC
► La droite d’attaque a pour rôle de fournir le lieu de tous les points de fonctionnement
du transistor.
► Le couple d’entrée (VBE0 et IB0) définit ici le point de fonctionnement que l’on souhaite
atteindre.
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Résumé
Le quadruplet (VCE0 , IC0 , VBE0 , IB0 )
définit e point de fonctionnement
IC
VCE
FS
FB
VCE0
IC0 FC
IB
VBE
FS
FB
VBE0
IB0
ET
ET
BET
B
RR
Pente
RR
VE
IDroite







1
:
:
FC
EC
CE
C
RR
VE
Idroite


:
EC RR
pente


1







GeVV
SiVV
et
I
I
IV
BE
BEC
B
CCE
3,0
6,0
),(
0
00
0
00

droite d’attaque
droite de charge
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Remarque n°1
► La droite de charge statique permet de fournir le couple (VCE0 et IC0).
► La droite de d’attaque statique permet de fournir le couple (VBE0 et IB0).
► le quadruplet (VCE0 , IC0 , VBE0 et IB0) constitue le point de fonctionnement
► Connaissant un couple, par exemple, (VCE0 et IC0 ), on peut en déduire l’autre,
(VBE0 et IB0) ou inversement.
► Utilisation donc d’une seule droite suffit pour définir le point de fonctionnement
Remarque n°2
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► On suppose connu, par exemple :
► On désir polariser, par exemple, le transistor NPN en FC. Le choix le plus judicieux
se trouve au milieu de la droite de charge statique.
► L’objectif à atteindre étant par exemple :











mesuréVetTBdutiquecaractéris
VV
I
I
I
I
E
V
BE
BE
C
B
C
CCE
sat
::
6,0
2
;
2
0
0
0
000


► On suppose inconnu :
.:1
100;100;1;20
0
onconsommatidetropéviterpourpratiquechoixmAI
RkRVE
p
EC

 
Technique pratique de polarisation
?? 21  RetR
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E
R1
+
-
VBE0
VCE0
IB0
B
C
E
IC0
RC = 1 kΩ
RE = 100 ΩR2
► Les résistances R1 et R2 seront donc calculées théoriquement, on cherchera les
valeurs normalisées les plus proches des valeurs théoriques calculées, on réalise le
montage et on vérifie si le point de fonctionnement voulu est atteint..
le point de repos (VCE0 , IC0 , VBE0 , IB0)
   
   
 
21
2
2
21
3
2
1
RR
R
EIRVIR
IRRE
VIRRE
CEBEp
P
CECEC




► Si le point de polarisation désiré n’est pas tout à fait atteint, on pourra toujours faire
en pratique des ajustements appropriés.
Ip + IB
Ip
« Recette de cuisine »
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IC
VCE
FS
FB
EVCE0
IC0
0
I’’C0
I’C0
V’CE0V’’CE0
RE
RE
Ajustement : variation de RE par exemple
Si RE est de valeur trop faible  Isat  FS
Si RE est de valeur trop forte  0  FB
FC
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1°) Représentation quadripolaire du transistor en dynamique
2°) Détermination en dynamique des paramètres hybrides
3°) Schéma équivalent électrique du transistor
4°) Pente du transistor
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Paramètres hybrides dynamiques
 





























cebc
cebbe
ce
b
ce
b
c
be
vhihi
vhihv
équationsdSystème
v
i
hh
hh
v
i
h
i
v
ematriciellEcriture
2221
1211
2221
1211
:'
:
Représentation quadripolaire en dynamique
1°) Représentation quadripolaire en dynamique du transistor
vbe
Entrée Sortie
vce
ib ic
CB
E E
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 
 
COenQduentréei
S
v
i
h
US
v
v
h
b
ice
c
ice
be

























)0(
.
)0(
22
1
)0(
12
1
1


Quadripôle
(Q)
ic
vbe vce
CO
ib = 0
Quadripôle
(Q)
ib ic
vbe CC
vce = 0
Expérience n°1 Expérience n°2
 
 
CCenQdusortiev
US
i
i
h
i
v
hr
ce
vb
c
vb
be
ce
ce
























)0(
.
)0(
21
)0(
11

2°) Détermination électrique des paramètres hybrides en dynamique
Méthode expérimentale
Méthode mathématique
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Ordre de grandeur des paramètres dynamique du transistor
β : coefficient de transfert direct
de courant (S.U.) : 10 à 800
ρ : résistance de sortie (Ω)
de 20 à 50 kΩ
r : résistance d’entrée (Ω)
de 100 à 1500 Ω
µ : Coefficient de transfert inverse
de tension (S.U.) : 10-5 à 10-4
 
 US
i
i
h
cevb
c
.
0
21








 
 






0
11
cevb
be
i
v
h
 
 US
v
v
h
Bice
be
.
0
12








 
 S
v
i
h
bice
c
0
22








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   
 US
I
I
i
i
h
cteVdàcVB
C
vb
c
CECEce
.
00
21















 
   
 














 cteVdàcVB
BE
vb
be
CECEce
I
V
i
v
rh
00
11
   
 US
V
V
v
v
µh
cteIdàcICE
BE
ice
be
BBB
.
00
12
















   
 S
V
I
v
i
h
cteIICE
C
ice
c
BBb 
















00
1
22 
Paramètres hybrides statiques ou dynamiques du TB
► En régime petites variations ou petits signaux ou faible puissance les variations se
confondent avec les pentes.
   
pente
iation
petitepente
iation
petite
IietouVv 
varvar
/
► Les paramètres hybrides dynamiques sont identiques aux paramètres hybrides
statiques car l’ordre de grandeur des valeurs est le même (similaire).
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Remarque :
le transfert est modélisé par un générateur physique lié.
µ vce : générateur de tension lié, il crée le lien physique entre la sortie et l’entrée (vce)
β ib : générateur de courant lié, il crée le lien physique entre l’entrée et la sortie ib








noeudsdesloivhihi
maillesdesloivhihv
équationsdSystème
i
ce
i
bc
v
ce
v
bbe


''
22
'
21
''
12
'
11
:'
ib
ic
vbe vce
Entrée Sortie
bih21
~
h11
h22
cevh12
Schéma
complet
v’
v’’
i’ i’’
Tracé du schéma électrique équivalent
3°) Schéma équivalent électrique du transistor
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Schéma électrique équivalent simplifié
ib
ic
vbe vce
Entrée Sortie
bih21
h22
Schéma
simplifié h11
h12 = µ : coefficient de transfert en tension inverse : négligeable
ib
ic
vbe vce
Entrée Sortie
bi
ρSchéma
simplifié r
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Schémas
simplifiés
Commande en tension
ib ic
vbe vce
Entrée Sortie
bevs
h11
Commande en courant
ib ic
vbe vce
Entrée Sortie
bi
h11











bec
bbe
bc
bbe
vSi
ihv
ihi
ihv 11
21
11
 
 
 
  becC
b
b
be
c
bc
bbe
vsimAIs
h
h
ih
ih
v
i
ihi
ihv






)(40
1
2
2
1
11
21
11
21
21
11
 1500100var:11 àdeierh
45
12 1010var: 
 àentreieµh


kàentreieh 5010var:
1
22
80010var:21 àentreieh 
)(40:
11
21
mAI
rh
h
sdéfinitionPar C
 s est la pente du TB (mS)
s s’exprime en siemence (S)
Ordre de grandeur (qcq mS)
Compte tenu de l’ordre de
grandeur des valeurs
Les équations deviennent :
4°) Pente du transistor
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C
be
c
vVetiI
C
BE
C
C
BE
C
BE
sC
BE
sB
I
KT
q
v
i
signauxpetitsrégimeEn
I
KT
q
V
I
I
KT
q
dV
dI
KT
V
qII
KT
V
qII
beBEcC



















  
expexp 
 



































bec
bbe
bc
bbe
ce
b
ce
b
c
be
vSi
ihv
h
h
SposeOn
ihi
ihv
équationsdSystème
v
i
hh
hh
v
i
h
i
v
ematriciellEcriture
11
11
21
21
11
2221
1211
:'
:
Par identification
 
  )(exp40
2511
21
mSenriméseraSmAI
mV
I
I
KT
q
rh
h
S C
C
C 

      KsoitCàmV
Cb
KKJ
q
KT
2932025
)(106,1
293/1038,1
19
23



 

Démonstration de la pente s du TB
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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1°) Schéma équivalent électrique universel d’un amplificateur
2°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE découplé)
3°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE non découplé)
4°) Montage amplificateur électrode base commune
5°) Montage amplificateur électrode collecteur commune
6°) Méthode cde demi-déviation
7°) Choix des condensateurs
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► AV0, ZE et ZS sont les caractéristiques de l’amplificateur de tension, elles se calculent
en régime alternatif sinusoïdal
1°) Schéma équivalent électrique d’un amplificateur
commande en tension
~ eg
Rg
ve
ie
RLvs
is
ZE
AV0 . ve
ZS
Entrée Sortie
Rg = 50 Ω RL = 1 MΩ
R ≤ 50 Ω ↔ CC R ≥ 1 MΩ ↔ CO
AV0 si RL →∞
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Oscillo
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RLvs
is
~ eg
Rg
ve
ie
E
R1
vBE
vCE
iB
B
C
E
iC
RC
RER2 CE
+
-
C1
C
2
2°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE découplé)
Schéma pratique
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Rôle des éléments
► Les résistances R1, R2, RC, et RE de polarisation
► RE de stabilité thermique
► C1 et C2 de liaison se comportent comme des CO en continu et des CC en dynamique
■ C1 empêche la modification du point de repos et protège le GBF
■ C2 empêche la modification du point de repos
► CE de découplage se comporte comme un CO en continu un CC en dynamique
- CO en continu
- CC en dynamique (court circuite RE)
► E alimentation continue sert à polariser le transistor bipolaire.
► Rg résistance interne du générateur (50Ω) → CC ; eg f.e.m du générateur
► RL résistance de charge (si oscillo = 1 MΩ) → CO
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Grandeurs électriques
► D’après le principe de superposition :
   
   
   
   tiIti
tiIti
tvVtv
tvVtv
bBB
cCC
beBEBE
ceCECE




0
0
0
0
grandeurs
alternatives
sinusoïdales
( ~ )
grandeurs
Continues
( - )
grandeurs
instantanées
t
vce(t)
t
VCE0
t
vCE(t)
continuealternatif
sinusoïdal
instantanée
décalage
de la
sinusoïde
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RL
vs
is
~ eg
Rg
ve
ie
R1
vbe
vce
ib
B
C
E
ic
RC
RE
R2
CC
CC
CC
CC
~
Alternatif
RLvs
is
Rg
ve
ie
E
R1
VBE0
VCE0
IB0
B
C
E
IC0
RC
RE
R2 CO
+
-
CO
CO
Continu
CC
-
E : éteint et les condensateurs des CC
eg : éteint et les condensateurs des CO Montage statique
de polarisation
Montage
dynamique
amplification
Principe
de
superposition
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Le calcul des caractéristiques AV, ZE et ZS se fait en dynamique. Pour cela on suppose :
■ la source continue théoriquement éteinte et la source alternative allumée.
■ Les condensateurs des CC.
■ Les grandeurs électriques sont toutes de nature alternatives.
RLvs
is
~ eg
Rg
ve
ie
R1
vbe
vce
ib
B
C
E
ic
RC
RER2
CC
CC
CC
CC
Schéma équivalent en dynamique de l’amplificateur sans celui du transistor
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► Ce sont les paramètres hybrides qui traduisent le mieux le fonctionnement électrique
du TB.
ib
ic
vbe vce
Entrée Sortie
cih21
~
h11
h22
cevh12
~ eg
Rg
ve
ie
R1
RCR2 RLvs
is
La seule fois où ρ = h22
-1 ne sera pas négligé devant RC, c’est dans le cas ou l’on
souhaite utiliser la méthode d’équivalence Norton/Thevenin pour le calcul de ZS.
Schéma équivalent en dynamique de l’amplificateur avec celui du transistor
Hypothèse simplificatrice :
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Droite de charge dynamique ic = f(vce)
ce
C
v
R
ic
1

Elle donne les limites d’excursion
maximale du signal d’entrée à ne
pas dépasser
IC
VCE
FS
FB
EVCE0
IC0
0
EC
CE
C
statique RR
VE
Idroite


:
EC RR
pente


1
ce
C
c
dynamique
v
R
idroite
1
: 
CR
pente
1

iC(t)
t
vCE(t)
t
iC
vCE
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    BF
signauxpetits
ionamplificat
RZRrZ
RmAIA
RS
r
R
A
découpléR
MAEEC
Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat
CSBE
CCv
C
C
v
E



//
40
Im'Im

Récapitulation des résultats :
 iniRicarAetA Lspi inf:000 
Démonstration : Voir travaux dirigés
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E
R1
+
-
vBE
vCE
iB
B
C
E
iC
RC
RER2
C
2
~ eg
Rg
ve
ie
C1
RLvs
is
3°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE non découplé)
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 
 
ilitéerchangeablet
BFsignauxpetits
ionamplificat
RZRrRZ
R
R
A
RS
RS
Rr
R
A
découplénonR
MAEEC
Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat
CSEBE
E
C
v
E
C
E
C
v
E
int'
//
1
Im'Im









 iniRicarAetA Lspi inf:000 
Récapitulation des résultats :
Démonstration : Voir travaux dirigés
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4°) Montage amplificateur électrode base commune
E
R1
+
-
vBE
vCE
iB
B
C
E
iC
RC
RER2 C2
~eg
Rg
ve
ie RL
vs
is
C1
CB
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  puissancedeAdaptation
HFsignauxpetits
ionamplificat
RZ
r
RZ
RmAIA
RS
r
R
A
MAEBC
Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat
CSEE
CCv
C
C
v





//
40
Im'Im
 iniRicarAetA Lspi inf:000 
Récapitulation des résultats :
Démonstration : Voir travaux dirigés
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E
R1
vBE
vCE
iB
B
C
E
iC
RC
RER2
+
-
CC
~ eg
Rg
ve
ie
C1
C2
vs
is
RL
5°) Montage amplificateur électrode collecteur commune
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 
impédanced
Adaptationr
RZRrRZAMAECC
Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat
ESEBEv
'
////1
Im'Im

 
 iniRicarAetA Lspi inf:000 
Récapitulation des résultats :
Démonstration : Voir travaux dirigés
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Adaptation d’impédance
Désadaptation
~ eg
Rg
ve
ie
RLvs
R
ee
L
L
s vv
RR
R
v 


(perte de la ligne)
~ eg
Rg
ve
ie C1
RLvs
C2
∞ 1ve
0
es vv ve ve
dispositif d’adaptation idéalAdaptation
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Mesure de ZE
 
gaindubénéficecarentréeenqupréciseplusestsortieenmesurela
v
vet
v
vZRSi
RZ
Z
v
RZ
Z
vAvAvet
RZ
Z
vvRSi
vAvetiZvRSi
s
s
e
eE
E
E
s
E
E
evevs
E
E
ee
evseEe
'
22
0
0
''
'''
00
0








~ eg
Rg
ve
ie
C1
RL = ∞
vs
C2
ZE AV0 ve
ZS
R
v’e
iS = 0
6°) Méthode de demi déviation (méthode expérimentale).
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Mesure de ZE
0Rquandvs
ES ZRquandv '
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Mesure de ZS
2
0
'
'
0
0
s
seEeS
S
S
s
S
evseEe
evseEe
v
vetiZvZRSi
RZ
Z
v
RZ
R
vAvetiZvRSi
vAvetiZvRSi






~ eg
Rg
ve
ie
C1
Rvs
C2
ZE AV0 ve
ZS
v’e
iS = 0
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Mesure de ZS
Rquandvs
SS ZRquandv '
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 1010
2
111


sécuritéderègleNCprendraonpratiqueEn
N
ZfZ
CZ
C TBFTBFTBF 
Condensateur en parallèle
Condensateur en série
Z1
C
Z2
ZC
   
 1010
2
111
2121
21






sécuritéderègleNCprendraonpratiqueEn
N
ZZfZZ
CZZ
C TBFTBFTBF 
7°) Choix des condensateurs
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Fin du chapitre VII
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  • 1. Cours exposé FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques email : nasser_baghdad @ yahoo.fr UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE Pr . A. BAGHDAD 1
  • 2. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 2 Contenu du programme Chapitre I : Généralités Chapitre II : Régime continu Chapitre III : Régime alternatif sinusoïdal Chapitre IV : Les quadripôles Chapitre V : Les filtres passifs Chapitre VI : Les diodes Chapitre VII : Le transistor bipolaire Chapitre VIII : L’amplificateur opérationnel Partie A Circuits électriques Partie B Circuits électroniques UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 3. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 3 Chapitre VII UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 4. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 4 I. Étude statique II. Étude dynamique III. Applications du transistor dans la conception des amplificateurs petits signaux BF UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE Sommaire
  • 5. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 5 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 6. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 6 1°) Définition 2°) Symbole et convention 3°) Différents modes de fonctionnement du transistor bipolaire 4°) Modélisation du transistor bipolaire : modèle à 2 diodes 5°) Représentation quadripolaire en statique du transistor 6°) Détermination graphique des paramètres hybrides statiques 7°) Polarisation du transistor bipolaire UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 7. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 7 1°) Définition ► Un transistor bipolaire est un dispositif électronique à base de semi-conducteur de la famille des transistors. ► Son principe de fonctionnement est basé sur deux jonctions PN, l'une en direct et l'autre en inverse. ► La polarisation de la jonction PN inverse par un faible courant électrique (parfois appelé effet transistor) permet de « commander » un courant beaucoup plus important, suivant le principe de l'amplification de courant. Quelques types de transistors bipolaires UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 8. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 8 2°) Symbole et convention ► Il existe deux types : * Transistor NPN * Transistor PNP ► Il possède trois bornes (ou trois électrodes) : B : Base E : Émetteur C : Collecteur C B E NPN B E C PNP Symbole UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 9. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 9 VBE = VBC + VCE ► Le transistor est une maille de tension et un nœud de courant Convention de signe C B E VBC VBE VCE IC IB IE C B E PNP VBC VBE VCE IC IB IE NPN IE = IC + IB ■ Loi des mailles : ■ Loi des nœuds : UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 10. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 10 ► On pose : C B E VBE VCE IB NPN E IC C B E VBE VCE IB PNP E IC B C I I  β >> 1 Gain en courant du transistor ► Le transfert direct en courant du quadripôle est défini par : IC/IB ► Ce transfert direct en courant correspondant à un gain en courant β est la gain en courant du transistor. β varie entre 10 à 800 selon le type transistor UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 11. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 11 IC ≈ α IE C CC CBE I II soitIII   IC = β IB IC ≈ IE      1     1 Relation entre α et β du transistor ► α est un coefficient de proportionnalité reliant le courant de collecteur au courant d’émetteur. On pose : Approximation : ► A partir de maintenant, on considère pour le transistor bipolaire que : IC ≈ α IE avec α = 0,999.. ≈ 1 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 12. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 12 C B E VBC VBE VCE IC IB IC C B E PNP VBC VBE VCE IC IB IC NPN IC = β IB IC ≈ IE Simplification : ► On retient pour les deux types : ► IB et IC, les seuls courants qui circulent : transistor bipolaire UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 13. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 13 ► Il existe quatre régimes de fonctionnement : ■ FND ou FC (Fonctionnement Normal Direct ou Fonctionnement Conducteur) pour l’amplification et autres fonctions de l’EA… ■ FB (Fonctionnement Bloqué ou Éteint) pour la commutation. Base de l’EN ■ FS (Fonctionnement Saturé ou Allumé) pour la commutation. Base de l’EN ■ FNI (Fonctionnement Normal Inverse) : aucun intérêt pratique, il n’est de fonctionnement que par la théorie. EV V V CE BC BE       0 0 0 0 0       CE BC BE V V V 0 0 0       CE BC BE V V V 0 0 0       CE BC BE V V V 3°) Différents modes de fonctionnement du transistor bipolaire satCCCE IIetEV  00 0 CCE IetEV satCCCE IIetV  0 Transistor NPN UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE EVCE max 0min CEV
  • 14. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 14 FND ou FC FB FS C B E VBC VBE VCE IC IB IC EVCE 00BEV NPN0BCV 0 CCE IetEV satCCCE IIetV  0satCCCE IIetEV  00 Transistor est tout le temps conducteur Électronique analogique Électronique numérique C B E VBC VBE VCE IC IB IC EVCE 0BEV NPN0BCV C B E VBC VBE VCE IC IB IC 0CEV0BEV NPN0BCV Technologie TTL Transistor est tantôt bloqué et tantôt saturé : il commute UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 15. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 15 4°) Modélisation du transistor bipolaire : modèle à 2 diodes idéales Diode à jonction PN UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 16. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 16 1°) NPN C B E NPN VBC VBE VCE IC IB IC C B E VBC VBE VCE IC IB IC Attention!!! En pratique, deux diodes montées de la sorte ne permettent pas l’obtention de l’effet transistor. diodes à têtes opposées « Anodes communes » 2°) PNP C B E NPN VBC VBE VCE IC IB IC C B E VBC VBE VCE IC IB IC diodes à têtes bêches « Cathodes communes » Transistor bipolaire UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 17. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 17 FB ou FE Commutation : électronique numérique      BEBCCEBCBECEBCBE CE BC BE VVcarVVVVVVDémo EV V V NPN           0 0 00 : 0 0  0 CCE IetEV 0 CCE IetEV 2 diodes sont bloquées C B E VCE max = E IC =0 IB = 0 C B E VCE max = E IC =0 IB = 0 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 18. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 18 FS ou FA 2 diodes sont passantes Commutation : électronique numérique      BEBCCEBCBECEBCBE CE BC BE VVcarVVVVVVDémo V V V NPN           0 0 00 : 0 0 0  C B E VCE = 0 IC = ICsat IB = IBsat C B E VCE = 0 IC = ICsat IB = IBsat satCCCE IIetV  0 satCCCE IIetV  0 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 19. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 19 FND ou FC Conduction : électronique analogique C B E VCE IC Effet transistor Transfert à travers une zone de forte résistance C B E VCE IC      satCC CE II EV 0 0      satCC CE II VE 0 0    0 0 00 : 0 0 0           CEBCBECEBCBE CE BC BE VVVVVVDémo V V V NPN     0 0 00 : 0 0 0           CEBCBECEBCBE CE BC BE VVVVVVDémo V V V PNP  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 20. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 20 Rappel Transistor est un quadripôle Un fil est un point de potentiel 1 fil 1 point 5°) Représentation quadripolaire en statique du transistor A K Diode est un dipôle I V = VAK VBE Entrée Sortie VCE IB IC CB E E Représentation quadripolaire du transistor UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 21. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 21 Z ou Y Dipôle (D) i v Dipôle en régime alternatif sinusoïdal ► Les caractéristiques du même dipôle sont : ■ l’impédance complexe Z ■ l’admittance complexe Y vYiouiZv  Dipôle : rappel Z Yet Y Z 11  ► D’après la loi d’Ohm : UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 22. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 22 « Transistor » Quadripôle (Q) i1 i2 v1 v2 Entrée Sortie Quadripôle en régime alternatif sinusoïdal ►Les caractéristiques du même quadripôle sont : ■ Matrice chaîne directe (a) ■ Matrice chaîne inverse (ai) ou matrice de transfert (T) ■ Matrice impédance (z) ■ Matrice admittance (y) ■ Matrice hybride directe (h) ■ Matrice hybride inverse (g) Quadripôle : rappel UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 23. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 23                                      CEBC CEBBE CE B CE B C BE VhIhI VhIhV équationsdSystème V I hh hh V I h I V ematriciellEcriture 2221 1211 2221 1211 :' : Paramètre hybrides statiques caractéristiques du transistor Représentation quadripolaire du transistor en statique ΔVBE Entrée Sortie ΔVCE ΔIB ΔIC CB E E UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 24. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 24                                                               S V I h US V V h US I I h I V h cteIICE C cteIICE BE cteVVB C cteVVB BE BB BB CECE CECE )0( 22 )0( 12 )0( 21 )0( 11 . . Détermination mathématiques des paramètres statiques 6°) Détermination graphique des paramètres hybrides du transistor UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 25. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 25 Détermination graphique des paramètres statiques IB (µA) VCE (V) VBE (V) ?21 cteVB C CE I I h            Courbe d’entrée VBE = f(IB) avec VCE = cte ?11 cteVB BE CE I V rh           Courbe de transfert inverse en tension VBE = f(VCE) avec IB = cte ?12 cteICE BE B V V µh           Courbe de sortie IC = f(VCE) avec IB = cte ?1 22 cteICE C B V I h             IC (mA) IB = cte IB = cte VCE = cte VCE = cte Courbe de transfert direct en courant Ou courbe de gain en courant IC = f(IB) avec VCE = cte ΔIC ΔIB Réseau simplifié UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 26. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 26 IB (µA) VCE (V) VBE (V) IC (mA) ?21 h ?11 rh  ?12 h ?1 22   h Courbes paramétriques : VCE = cte Courbes paramétriques : IB = cte Réseau complet UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 27. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 27 Ordre de grandeur des paramètres statiques du transistor cteVB C CE I I h           21 β : coefficient de transfert direct de courant (S.U.) : 10 à 800 cteICE C B V I h            1 22  ρ : résistance de sortie (Ω) de 20 à 50 kΩ cteVB BE CE I V rh          11 r : résistance d’entrée (Ω) de 100 à 1500 Ω cteICE BE B V V µh          12 µ : Coefficient de transfert inverse de tension (S.U.) : 10-5 à 10-4 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 28. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 28 Montage pratique d’un NPN en FND ou FC 00  CCE EV            satMax Max CCC CECE CE BC BE III EVV V V V 0 0 0 0 0 VBE Entrée Sortie VCE IB ICC B E + - EB + -EC RB = 100 kΩ RB = 1 kΩ (µA) (mA) 00  BBE EV BC II  RB : résistance de limitation de courant de base IB (µA) RC : résistance de limitation de courant de collecteur IC (mA) UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 29. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 29 ► La polarisation est l’opération qui consiste à choisir un point de fonctionnement au transistor. ► Cette opération est obligatoire pour un fonctionnement correct du transistor dans un circuit. ► Pour polariser le transistor, il faut donc un montage de polarisation. ► Il existe plusieurs types de montages, parmi eux, le plus rencontré et le plus utilisé est le montage de polarisation par pont de base. 7°) Polarisation du transistor bipolaire On dit : point de fonctionnement ou point de repos ou point de polarisation Principe et intérêt UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 30. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 30 Montage de polarisation par pont de base ► On utilise une seule source E pour alimenter aussi bien le circuit de base que celui du collecteur ► Les résistances R1 et R2 forment le pont de base E R1 + - VBE VCE IBB C E IC RC RE R2 Entrée côté base Sortie côté collecteur Ip + IB Ip IC UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 31. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 31 ► RC , RE , R1 et R2 : les résistances de polarisation ► R1 et R2 constituent le pont de base ► RE assure la stabilité thermique (empêche le transistor de chauffer et de s’emballer) ► E est l’alimentation continue de valeur fixée ► VCE , IC , VBE et IB : les grandeurs électriques continues du composant définissant le point de polarisation ► IP : le courant de pont Rôle des éléments Hypothèse pratique   PBP BP BP IIIdoncaOn IIposeOn pratiquesécuritédefacteurleutiliseOn IIposeOn     : 10: 10 :sup UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 32. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 32 En pratique, pour éviter trop de consommation dans le montage de polarisation, on préfère fixer la valeur de IP à 1mA. Quand il s’agit de commander le transistor par une tension, on suppose : Quand il s’agit de commander le transistor par un courant, on suppose : BpBP IIII  10 BP II  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 33. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 33 Équations utiles du montage de polarisation     CECEC VIRRE sortieCôté 4         21 2 2 2 21 3 2 1 RR R EIR IRVIR IRRE entréeCôté p CEBEp P     E R1 + - VBE VCE IBB C E IC RC = 1 kΩ RE = 100 ΩR2 Ip + IB Ip pBpBp IIIII  ECBC IIetII   UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 34. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 34 Droite de charge statique : IC = f(VCE)      EC CE CCECEC RR VE IVIRRE   4 ► Elle est fournie par le circuit de sortie. Sortie : côté collecteur ► C’est une droite de pente négative – 1/ RC + RE E R1 + - VBE VCE IBB C E IC RC = 1 kΩ RE = 100 ΩR2 Ip + IB Ip UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 35. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 35 Tracé de la droite de charge statique : IC = f(VCE) ► La droite de charge a pour rôle de fournir le lieu de tous les points de fonctionnement du transistor. ► Le couple de sortie (VCE0 et IC0) définit ici le point de fonctionnement que l’on souhaite atteindre. ► Le couple d’entrée (VBE0 et IB0) sera obtenu par déduction ou par la droite d’attaque. EC CE C RR VE Idroite   : EC RR pente   1 IC VCE FS FB VCE0 IC0 0 0   CE EC Csat V RR E I 0 max   C CE I EV FC UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 36. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 36 Droite d’attaque statique : IB = f(VBE) ► Elle est fournie par le circuit d’entrée. Entrée : côté base   ET BET BBEBETCEBEBTT RR VE IVIRRIRVIRE      E R1 + - VBE VCE IBB C E IC RC RER2 + - E + - VBE VCE IBB C E IC RC RE RT ET            21 21 21 21 2 . // RR RR RRR IIcar RR R EE T BpT Ip Ip UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 37. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 37 Tracé de la droite d’attaque statique : IB = f(VBE) ET T Bsat RR E I   IB VBE FS FB VBE0 IB0 0 ET ET BET B RR Pente RR VE IDroite        1 : : 21 2 RR R EET   FC ► La droite d’attaque a pour rôle de fournir le lieu de tous les points de fonctionnement du transistor. ► Le couple d’entrée (VBE0 et IB0) définit ici le point de fonctionnement que l’on souhaite atteindre. UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 38. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 38 Résumé Le quadruplet (VCE0 , IC0 , VBE0 , IB0 ) définit e point de fonctionnement IC VCE FS FB VCE0 IC0 FC IB VBE FS FB VBE0 IB0 ET ET BET B RR Pente RR VE IDroite        1 : : FC EC CE C RR VE Idroite   : EC RR pente   1        GeVV SiVV et I I IV BE BEC B CCE 3,0 6,0 ),( 0 00 0 00  droite d’attaque droite de charge UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 39. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 39 Remarque n°1 ► La droite de charge statique permet de fournir le couple (VCE0 et IC0). ► La droite de d’attaque statique permet de fournir le couple (VBE0 et IB0). ► le quadruplet (VCE0 , IC0 , VBE0 et IB0) constitue le point de fonctionnement ► Connaissant un couple, par exemple, (VCE0 et IC0 ), on peut en déduire l’autre, (VBE0 et IB0) ou inversement. ► Utilisation donc d’une seule droite suffit pour définir le point de fonctionnement Remarque n°2 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 40. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 40 ► On suppose connu, par exemple : ► On désir polariser, par exemple, le transistor NPN en FC. Le choix le plus judicieux se trouve au milieu de la droite de charge statique. ► L’objectif à atteindre étant par exemple :            mesuréVetTBdutiquecaractéris VV I I I I E V BE BE C B C CCE sat :: 6,0 2 ; 2 0 0 0 000   ► On suppose inconnu : .:1 100;100;1;20 0 onconsommatidetropéviterpourpratiquechoixmAI RkRVE p EC    Technique pratique de polarisation ?? 21  RetR UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 41. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 41 E R1 + - VBE0 VCE0 IB0 B C E IC0 RC = 1 kΩ RE = 100 ΩR2 ► Les résistances R1 et R2 seront donc calculées théoriquement, on cherchera les valeurs normalisées les plus proches des valeurs théoriques calculées, on réalise le montage et on vérifie si le point de fonctionnement voulu est atteint.. le point de repos (VCE0 , IC0 , VBE0 , IB0)           21 2 2 21 3 2 1 RR R EIRVIR IRRE VIRRE CEBEp P CECEC     ► Si le point de polarisation désiré n’est pas tout à fait atteint, on pourra toujours faire en pratique des ajustements appropriés. Ip + IB Ip « Recette de cuisine » UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 42. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 42 IC VCE FS FB EVCE0 IC0 0 I’’C0 I’C0 V’CE0V’’CE0 RE RE Ajustement : variation de RE par exemple Si RE est de valeur trop faible  Isat  FS Si RE est de valeur trop forte  0  FB FC UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 43. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 43 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 44. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 44 1°) Représentation quadripolaire du transistor en dynamique 2°) Détermination en dynamique des paramètres hybrides 3°) Schéma équivalent électrique du transistor 4°) Pente du transistor UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 45. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 45 Paramètres hybrides dynamiques                                cebc cebbe ce b ce b c be vhihi vhihv équationsdSystème v i hh hh v i h i v ematriciellEcriture 2221 1211 2221 1211 :' : Représentation quadripolaire en dynamique 1°) Représentation quadripolaire en dynamique du transistor vbe Entrée Sortie vce ib ic CB E E UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 46. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 46     COenQduentréei S v i h US v v h b ice c ice be                          )0( . )0( 22 1 )0( 12 1 1   Quadripôle (Q) ic vbe vce CO ib = 0 Quadripôle (Q) ib ic vbe CC vce = 0 Expérience n°1 Expérience n°2     CCenQdusortiev US i i h i v hr ce vb c vb be ce ce                         )0( . )0( 21 )0( 11  2°) Détermination électrique des paramètres hybrides en dynamique Méthode expérimentale Méthode mathématique UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 47. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 47 Ordre de grandeur des paramètres dynamique du transistor β : coefficient de transfert direct de courant (S.U.) : 10 à 800 ρ : résistance de sortie (Ω) de 20 à 50 kΩ r : résistance d’entrée (Ω) de 100 à 1500 Ω µ : Coefficient de transfert inverse de tension (S.U.) : 10-5 à 10-4    US i i h cevb c . 0 21                   0 11 cevb be i v h    US v v h Bice be . 0 12            S v i h bice c 0 22         UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 48. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 48      US I I i i h cteVdàcVB C vb c CECEce . 00 21                                       cteVdàcVB BE vb be CECEce I V i v rh 00 11      US V V v v µh cteIdàcICE BE ice be BBB . 00 12                      S V I v i h cteIICE C ice c BBb                  00 1 22  Paramètres hybrides statiques ou dynamiques du TB ► En régime petites variations ou petits signaux ou faible puissance les variations se confondent avec les pentes.     pente iation petitepente iation petite IietouVv  varvar / ► Les paramètres hybrides dynamiques sont identiques aux paramètres hybrides statiques car l’ordre de grandeur des valeurs est le même (similaire). UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 49. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 49 Remarque : le transfert est modélisé par un générateur physique lié. µ vce : générateur de tension lié, il crée le lien physique entre la sortie et l’entrée (vce) β ib : générateur de courant lié, il crée le lien physique entre l’entrée et la sortie ib         noeudsdesloivhihi maillesdesloivhihv équationsdSystème i ce i bc v ce v bbe   '' 22 ' 21 '' 12 ' 11 :' ib ic vbe vce Entrée Sortie bih21 ~ h11 h22 cevh12 Schéma complet v’ v’’ i’ i’’ Tracé du schéma électrique équivalent 3°) Schéma équivalent électrique du transistor UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 50. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 50 Schéma électrique équivalent simplifié ib ic vbe vce Entrée Sortie bih21 h22 Schéma simplifié h11 h12 = µ : coefficient de transfert en tension inverse : négligeable ib ic vbe vce Entrée Sortie bi ρSchéma simplifié r UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 51. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 51 Schémas simplifiés Commande en tension ib ic vbe vce Entrée Sortie bevs h11 Commande en courant ib ic vbe vce Entrée Sortie bi h11            bec bbe bc bbe vSi ihv ihi ihv 11 21 11         becC b b be c bc bbe vsimAIs h h ih ih v i ihi ihv       )(40 1 2 2 1 11 21 11 21 21 11  1500100var:11 àdeierh 45 12 1010var:   àentreieµh   kàentreieh 5010var: 1 22 80010var:21 àentreieh  )(40: 11 21 mAI rh h sdéfinitionPar C  s est la pente du TB (mS) s s’exprime en siemence (S) Ordre de grandeur (qcq mS) Compte tenu de l’ordre de grandeur des valeurs Les équations deviennent : 4°) Pente du transistor UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 52. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 52 C be c vVetiI C BE C C BE C BE sC BE sB I KT q v i signauxpetitsrégimeEn I KT q V I I KT q dV dI KT V qII KT V qII beBEcC                       expexp                                       bec bbe bc bbe ce b ce b c be vSi ihv h h SposeOn ihi ihv équationsdSystème v i hh hh v i h i v ematriciellEcriture 11 11 21 21 11 2221 1211 :' : Par identification     )(exp40 2511 21 mSenriméseraSmAI mV I I KT q rh h S C C C         KsoitCàmV Cb KKJ q KT 2932025 )(106,1 293/1038,1 19 23       Démonstration de la pente s du TB UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 53. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 53 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 54. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 54 1°) Schéma équivalent électrique universel d’un amplificateur 2°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE découplé) 3°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE non découplé) 4°) Montage amplificateur électrode base commune 5°) Montage amplificateur électrode collecteur commune 6°) Méthode cde demi-déviation 7°) Choix des condensateurs UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 55. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 55 ► AV0, ZE et ZS sont les caractéristiques de l’amplificateur de tension, elles se calculent en régime alternatif sinusoïdal 1°) Schéma équivalent électrique d’un amplificateur commande en tension ~ eg Rg ve ie RLvs is ZE AV0 . ve ZS Entrée Sortie Rg = 50 Ω RL = 1 MΩ R ≤ 50 Ω ↔ CC R ≥ 1 MΩ ↔ CO AV0 si RL →∞ UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE Oscillo
  • 56. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 56 RLvs is ~ eg Rg ve ie E R1 vBE vCE iB B C E iC RC RER2 CE + - C1 C 2 2°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE découplé) Schéma pratique UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 57. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 57 Rôle des éléments ► Les résistances R1, R2, RC, et RE de polarisation ► RE de stabilité thermique ► C1 et C2 de liaison se comportent comme des CO en continu et des CC en dynamique ■ C1 empêche la modification du point de repos et protège le GBF ■ C2 empêche la modification du point de repos ► CE de découplage se comporte comme un CO en continu un CC en dynamique - CO en continu - CC en dynamique (court circuite RE) ► E alimentation continue sert à polariser le transistor bipolaire. ► Rg résistance interne du générateur (50Ω) → CC ; eg f.e.m du générateur ► RL résistance de charge (si oscillo = 1 MΩ) → CO UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 58. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 58 Grandeurs électriques ► D’après le principe de superposition :                tiIti tiIti tvVtv tvVtv bBB cCC beBEBE ceCECE     0 0 0 0 grandeurs alternatives sinusoïdales ( ~ ) grandeurs Continues ( - ) grandeurs instantanées t vce(t) t VCE0 t vCE(t) continuealternatif sinusoïdal instantanée décalage de la sinusoïde UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 59. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 59 RL vs is ~ eg Rg ve ie R1 vbe vce ib B C E ic RC RE R2 CC CC CC CC ~ Alternatif RLvs is Rg ve ie E R1 VBE0 VCE0 IB0 B C E IC0 RC RE R2 CO + - CO CO Continu CC - E : éteint et les condensateurs des CC eg : éteint et les condensateurs des CO Montage statique de polarisation Montage dynamique amplification Principe de superposition UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 60. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 60 Le calcul des caractéristiques AV, ZE et ZS se fait en dynamique. Pour cela on suppose : ■ la source continue théoriquement éteinte et la source alternative allumée. ■ Les condensateurs des CC. ■ Les grandeurs électriques sont toutes de nature alternatives. RLvs is ~ eg Rg ve ie R1 vbe vce ib B C E ic RC RER2 CC CC CC CC Schéma équivalent en dynamique de l’amplificateur sans celui du transistor UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 61. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 61 ► Ce sont les paramètres hybrides qui traduisent le mieux le fonctionnement électrique du TB. ib ic vbe vce Entrée Sortie cih21 ~ h11 h22 cevh12 ~ eg Rg ve ie R1 RCR2 RLvs is La seule fois où ρ = h22 -1 ne sera pas négligé devant RC, c’est dans le cas ou l’on souhaite utiliser la méthode d’équivalence Norton/Thevenin pour le calcul de ZS. Schéma équivalent en dynamique de l’amplificateur avec celui du transistor Hypothèse simplificatrice : UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 62. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 62 Droite de charge dynamique ic = f(vce) ce C v R ic 1  Elle donne les limites d’excursion maximale du signal d’entrée à ne pas dépasser IC VCE FS FB EVCE0 IC0 0 EC CE C statique RR VE Idroite   : EC RR pente   1 ce C c dynamique v R idroite 1 :  CR pente 1  iC(t) t vCE(t) t iC vCE UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 63. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 63     BF signauxpetits ionamplificat RZRrZ RmAIA RS r R A découpléR MAEEC Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat CSBE CCv C C v E    // 40 Im'Im  Récapitulation des résultats :  iniRicarAetA Lspi inf:000  Démonstration : Voir travaux dirigés UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 64. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 64 E R1 + - vBE vCE iB B C E iC RC RER2 C 2 ~ eg Rg ve ie C1 RLvs is 3°) Montage amplificateur électrode émetteur commune (RE non découplé) UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 65. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 65     ilitéerchangeablet BFsignauxpetits ionamplificat RZRrRZ R R A RS RS Rr R A découplénonR MAEEC Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat CSEBE E C v E C E C v E int' // 1 Im'Im           iniRicarAetA Lspi inf:000  Récapitulation des résultats : Démonstration : Voir travaux dirigés UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 66. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 66 4°) Montage amplificateur électrode base commune E R1 + - vBE vCE iB B C E iC RC RER2 C2 ~eg Rg ve ie RL vs is C1 CB UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 67. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 67   puissancedeAdaptation HFsignauxpetits ionamplificat RZ r RZ RmAIA RS r R A MAEBC Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat CSEE CCv C C v      // 40 Im'Im  iniRicarAetA Lspi inf:000  Récapitulation des résultats : Démonstration : Voir travaux dirigés UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 68. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 68 E R1 vBE vCE iB B C E iC RC RER2 + - CC ~ eg Rg ve ie C1 C2 vs is RL 5°) Montage amplificateur électrode collecteur commune UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 69. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 69   impédanced Adaptationr RZRrRZAMAECC Utilitésortiedepédanceentréedpédancetensionenionamplificat ESEBEv ' ////1 Im'Im     iniRicarAetA Lspi inf:000  Récapitulation des résultats : Démonstration : Voir travaux dirigés UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 70. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 70 Adaptation d’impédance Désadaptation ~ eg Rg ve ie RLvs R ee L L s vv RR R v    (perte de la ligne) ~ eg Rg ve ie C1 RLvs C2 ∞ 1ve 0 es vv ve ve dispositif d’adaptation idéalAdaptation UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 71. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 71 Mesure de ZE   gaindubénéficecarentréeenqupréciseplusestsortieenmesurela v vet v vZRSi RZ Z v RZ Z vAvAvet RZ Z vvRSi vAvetiZvRSi s s e eE E E s E E evevs E E ee evseEe ' 22 0 0 '' ''' 00 0         ~ eg Rg ve ie C1 RL = ∞ vs C2 ZE AV0 ve ZS R v’e iS = 0 6°) Méthode de demi déviation (méthode expérimentale). UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 72. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 72 Mesure de ZE 0Rquandvs ES ZRquandv ' UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 73. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 73 Mesure de ZS 2 0 ' ' 0 0 s seEeS S S s S evseEe evseEe v vetiZvZRSi RZ Z v RZ R vAvetiZvRSi vAvetiZvRSi       ~ eg Rg ve ie C1 Rvs C2 ZE AV0 ve ZS v’e iS = 0 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 74. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 74 Mesure de ZS Rquandvs SS ZRquandv ' UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 75. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 75  1010 2 111   sécuritéderègleNCprendraonpratiqueEn N ZfZ CZ C TBFTBFTBF  Condensateur en parallèle Condensateur en série Z1 C Z2 ZC      1010 2 111 2121 21       sécuritéderègleNCprendraonpratiqueEn N ZZfZZ CZZ C TBFTBFTBF  7°) Choix des condensateurs UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 76. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 76 Fin du chapitre VII UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE