Circuit d'amplification (2)

Dans cette configuration, la base est commune au circuit d'émetteur et de collecteur.

Comme le collecteur doit toujours faire partie du dispositif de sortie, l'émetteur sert cette fois-ci à l'entrée.

Dans cette configuration de la figure suivante :

• I_E agit comme courant d'entrée ;
• I_C agit comme courant de sortie.

A partir des règles énoncées précédemment, nous pouvons dire que le courant du collecteur I_C est légèrement plus faible que le courant d'émetteur I_E.

La relation d'amplification entre ces courants démontre que l'amplificateur à base commune donne un gain en courant inférieur à 1, variant aux environs de 0,09 à 0,0998.

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Configuration à base commune :

La figure suivante présente le montage d'un amplificateur B.C.

Même si le gain en courant (A_i) est inférieur à l'unité, un montage semblable peut atteindre un gain en tension (A_v) très considérable.

On constate cette fois que le signal de sortie demeure en phase avec celui de l'entrée.

Montage amplificateur "base commune" :

L'impédance d'entrée (Z_e) d'un tel circuit se considère comme très faible se situant généralement à moins de 100 ohms.

Cependant, l'impédance de sortie (Z_s), est moyennement forte, de l'ordre de quelques centaines de kilo-ohms.

La dernière configuration concerne le montage collecteur commun (figure suivante).

Cette configuration met en commun :

• le collecteur avec le circuit de base comme dispositif d'entrée ;
• et le circuit d'émetteur comme dispositif de sortie.

Tel que représenté, ce montage ne s'utilise que très rarement, étant donné qu'une configuration émetteur commun offre une bien meilleure performance.

Configuration à collecteur commun :

La configuration collecteur commun, couramment appelée circuit émetteur-suiveur, s'utilise davantage comme illustré à la figure suivante.

Le signal d'entrée traverse la résistance de charge. Ce qui implique que la tension de l'émetteur (sortie) varie avec les variations de tension de la base (entrée), tant en valeur qu'en polarité.

Le signal de sortie suit donc la phase du signal d'entrée.

Ce montage sert surtout pour l'adaptation d'impédance dans un circuit car, à l'opposé des deux autres configurations précédentes, ce montage dispose :

• d'une grande impédance d'entrée (plusieurs centaines de kilo-ohms) ;
• d'une faible impédance de sortie (quelques dizaines d'ohms).

Montage "collecteur commun" ou émetteur-suiveur :

Ce circuit peut fournir :

• un faible gain en puissance (A_p),
• un gain en tension (A_v) demeure toujours inférieur à 1, mais proche de 1.

Il est possible de placer plusieurs circuits d'amplification les uns à la suite des autres. On appelle ce système "amplificateur à étages" ou encore "amplificateur en cascades".

Avec l'apparition des circuits intégrés de nouveaux composants sont apparus. L'amplificateur intégré linéaire (AIL) aussi appelé amplificateur opérationnel est un circuit intégré qui permet de réaliser à faible coût des montages amplificateurs qui se substituent aux anciens montages à transistors.

Ce montage (figure suivante) est l'équivalent du montage émetteur commun pour le transistor puisqu'il permet de grandes amplifications et le signal de sortie est inversé par rapport au signal d'entrée (déphasage de 180°).

L'amplification de ce montage est donnée par le rapport des résistances R2 et R1 :

A_v = - R2/R1.

Ce montage possède :

• une impédance de sortie Z_s très faible (elle correspond environ à l'impédance de sortie de l'AIL qui est de quelques ohms) ;
• une impédance d'entrée Z_e est environ égale à R1.

Montage amplificateur inverseur :

Ce montage (figure suivante) est l'équivalent du montage base commune pour le transistor puisqu'il permet :

• de grandes amplifications ;
• un signal de sortie est en phase par rapport au signal d'entrée.

L'amplification de ce montage dépend des résistances R1 et R2, elle est donnée par la formule :

A_v = 1 + (R2/R1).

De plus ce montage possède :

• une impédance d'entrée Z_e très importante (elle dépend directement de l'AIL et peut atteindre des centaines de méga-ohms).
• L'impédance de sortie Z_s de ce montage est très faible car elle est quasiment égale à la résistance de sortie de l'AIL (quelques ohms).

Montage amplificateur non inverseur :

Ce montage (figure ci-dessous) est l'équivalent du montage collecteur commun pour le transistor puisqu'il n'amplifie pas en tension.

On retrouve donc en sortie le même signal qu'en entrée :

Av = 1.

• son impédance d'entrée Z_e est très grande puisqu'elle correspond à l'impédance d'entrée de l'AIL (un à plusieurs centaines de méga-ohms suivant les AILs) ;
• son impédance de sortie Z_s est très faible puisqu'elle correspond à l'impédance de sortie de l'AIL (quelques ohms).

Montage suiveur :

Remarques :

Ces amplificateurs intégrés linéaires sont souvent polarisés par une alimentation symétrique par rapport au 0 v (exemple : + 12 v, 0 v, - 12 v).

En règle générale l'alimentation n'est pas représentée directement sur les symboles, mais on peut rencontrer le symbole de la figure suivante faisant apparaître les alimentations.