On veut réaliser un amplificateur de gain voisin de 80 avec une impédance d'entrée de l'ordre de 30 kΩ, une impédance de sortie voisine de 3 kΩ, une bande passante supérieure à 100 kHz et une alimentation de 8 V.
Pour limiter l'effet Miller qui limite la bande passante on fait le choix d'utiliser deux étages à émetteur commun chacun de de gain égal à 9 avec une contre-réaction par résistance d'émetteur pour avoir une grande impédance d'entrée et couplage par condensateur.
À cause des interactions entre les étages, on commence par déterminer les composants de l'étage de sortie.
Consulter la page émetteur commun pour la justification des formules utilisées.
Comme l'impédance de sortie est voisine de RC2 on prend RC2 = 2,7 kΩ. Comme le gain est de l'ordre de − RC2 / RE2, on prend RE2 = 270 Ω.
Il faut obtenir un point de polarisation situé au milieu de la droite de charge. La tension d'alimentation étant 8V on en déduit que VCE = 4 V.
Donc IC2 = 4 / ( RC2 + RE2) = 1,34 mA. Comme le gain du transistor est inconnu, il faut ajuster la valeur de RB2. (Sur la maquette il faut utiliser RB2 = 880 kΩ ce qui correspond à un courant base de 8 µA et un gain de l'ordre de 170).
L'impédance d'entrée de cet étage est voisine de βRE2.
Premier étage
Le calcul rigoureuxt de RE1 pour obtenir la bonne valeur de l'impédance d'entrée est assez pénible.
Comme le gain des transistors utilisés
est de l'ordre de 150 le choix de la valeur 220 Ω est satisfaisant. On en déduit que la valeur de RC1est 2200 Ω et que IC1 = 4 / 2420 = 1,65 mA.
La valeur de RB1 est ajustée pour obtenir un point de fonctionnement tel que VCE = 4 V. (valeur trouvée 700 kΩ).
Résultats obtenus sur la maquette utilisée :
T1 = T2 = 2N 2222. Ce, C0, Cs = 4,7 µF. Ru = 10 kΩ.
Gain premier étage 9,5 . Gain total 75.
Impédance de sortie : Le gain à vide divisé par deux pour Ru = 3,9 kΩ.
Tension de sortie maximum
(sans distorsion visible du signal de sortie) 6 V crête à crête.
La bande passante est supérieure à 0,5 Mhz.
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Sortie du premier étage. |
Sortie de l'amplificateur. |