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17 novembre 2013 AMPLIFICATEURS ÉTAGES 1 GPA667 GPA667 CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES AMPLIFICATEURS EN CASCADE OU MULTIÉTAGES

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGES1

GPA667GPA667

CONCEPTION ET SIMULATION

DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES

AMPLIFICATEURS EN CASCADEOU MULTIÉTAGES

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE2

AMPLIFICATEURSAMPLIFICATEURSEN CASCADE OU MULTIÉTAGESEN CASCADE OU MULTIÉTAGES

Bloc amplificateurEffet de RS (source) et RL (charge) Topologies d’amplificateurs BJT et FETModèles et paramètres BJT et FETMise en cascade des étagesNotion de décibel (dB)

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE3

BLOC AMPLIFICATEURBLOC AMPLIFICATEUR

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE4

BLOC AMPLIFICATEURBLOC AMPLIFICATEUR

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE5

BLOC AMPLIFICATEURBLOC AMPLIFICATEUR

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE6

RÉSISTANCE DE CHARGE RRÉSISTANCE DE CHARGE RLL

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE7

RÉSISTANCE DE CHARGE RRÉSISTANCE DE CHARGE RLL

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE8

RÉSISTANCE DE SOURCE RRÉSISTANCE DE SOURCE RSS

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE9

RÉSISTANCE DE SOURCE RRÉSISTANCE DE SOURCE RSS

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE10

EFFET COMBINÉ DE REFFET COMBINÉ DE RSS et R et RLL

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE11

EFFET COMBINÉ DE REFFET COMBINÉ DE RSS et R et RLL

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE12

TOPOLOGIESTOPOLOGIES

Les paramètres AV, Zi et Zo pour les différentes topologies à BJT et FET sont disponibles au Tableau 5.1 du chapitre 5, Two-Port System Approach (« Electronic Devices and Circuit Theory », Boylestad e& Nashelski, édition 12)

Nous ferons simplementun rappel des paramètres qui figurent dans ce tableau et qui ont été vu au cours GPA325

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE13

MODÈLE TRANSISTOR BJT MODÈLE TRANSISTOR BJT Emetteur CommunEmetteur Commun

hie ≈ βre

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE14

MODÈLE TRANSISTOR BJT MODÈLE TRANSISTOR BJT Emetteur CommunEmetteur Commun

ca ca = h= hfefe ≈ ≈ cccc

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE15

MODÈLE TRANSISTOR BJT MODÈLE TRANSISTOR BJT Emetteur CommunEmetteur Commun

On peut négliger ro si ro > 10 RC où RC est la résistance dans le collecteur

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE16

Amplificateur BJTAmplificateur BJTémetteur commun, pol. baseémetteur commun, pol. base

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE17

Amplificateur BJTAmplificateur BJTcollecteur commun, pol. diviseurcollecteur commun, pol. diviseur

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE18

Amplificateur BJTAmplificateur BJTémetteur commun,émetteur commun,

pol. div., avec contre réaction émetteurpol. div., avec contre réaction émetteur

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE19

Amplificateur BJTAmplificateur BJTémetteur commun,émetteur commun,

pol. diviseur, avec découplagepol. diviseur, avec découplage

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE20

Amplificateur BJTAmplificateur BJTémetteur commun,émetteur commun,

pol. diviseur, avec découplage et pol. diviseur, avec découplage et contre réaction émetteurcontre réaction émetteur

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE21

Exemple Exemple (Boylestad & Nashelski)(Boylestad & Nashelski)

Calculer le gain AVs de l’amplificateur à transistor suivant

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE22

Exemple Exemple (Boylestad & Nashelski)(Boylestad & Nashelski) Zi = RB // βre

IB = (12-0.7)/470K IB = 24 uA

IE = 100 x IB = 2.4 mA

βre = 26 mV/IB = 1.08K

Zi = 470K // 1.08K = 1.07K

Zo = 3 K

AV = V0/Vi = -(RL//RC)/re

AV = -170

AVS = 1.07K/(0.3K + 1.07K)*AV

AVS = -133

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE23

TRANSISTORS JFETTRANSISTORS JFET

ÉQUATION DU JFET ou

ÉQUATION DE SHOCKLEY

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE24

COUBE DE TRANSFERT JFETCOUBE DE TRANSFERT JFET

ÉQUATION DE LA COURBE DE TRANSFERT IDS vs VGS

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE25

COURBE DE TRANSFERT JFETCOURBE DE TRANSFERT JFETPOINTS PARTICULIERSPOINTS PARTICULIERS

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE26

COURBES DE TRANSFERTCOURBES DE TRANSFERTET DE SORTIE, JFET NET DE SORTIE, JFET N

TRANSFERT SORTIE

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE27

MODÈLE DE JFETMODÈLE DE JFET

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE28

RELATIONS IMPORTANTESRELATIONS IMPORTANTES

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE29

MODÈLE FETMODÈLE FET

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE30

MODÈLE JFET gMODÈLE JFET gmm

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE31

MODÈLE JFET gMODÈLE JFET gmm

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE32

MODÈLE JFET rMODÈLE JFET rdd

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE33

Amplificateur FETAmplificateur FETsource commune,source commune,

pol. auto, avec découplagepol. auto, avec découplage

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE34

Amplificateur FETAmplificateur FETsource commune,source commune,

pol. auto, avec contre réactionpol. auto, avec contre réaction

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE35

Amplificateur FETAmplificateur FETdrain commun,drain commun,

pol. auto (Rpol. auto (RDD = 0) = 0)

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE36

MISE EN CASCADEMISE EN CASCADEAMPLIFICATEUR MULTIÉTAGESAMPLIFICATEUR MULTIÉTAGES

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE37

Exemple 5.14 Exemple 5.14 (Boylestad & Nashelski)(Boylestad & Nashelski)

Figure 5.68 Exemple 5.14

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE38

Exemple 5.14 Exemple 5.14 (Boylestad & Nashelski)(Boylestad & Nashelski)

Le gain en charge du premier étage émetteur commun est :

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE39

Exemple 5.14 Exemple 5.14 (Boylestad & Nashelski)(Boylestad & Nashelski)

Le gain en charge du deuxième étage base commune est :

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE40

Exemple 5.14 Exemple 5.14 (Boylestad & Nashelski)(Boylestad & Nashelski)

Le gain total AVT des deux étages en cascade est :

Le gain total des deux étages en cascade incluant la résistance de source Rs est :

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE41

GAIN DE TENSION :GAIN DE TENSION :SOMME DES GAINS EN dBSOMME DES GAINS EN dB

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE42

RAPPORT DE PUISSANCE : RAPPORT DE PUISSANCE : BELBEL

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE43

DÉCIBELDÉCIBEL

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17 novembre 2013AMPLIFICATEURS ÉTAGESRÉPONSE EN FRÉQUENCE44

RAPPORT DE TENSION :RAPPORT DE TENSION :DÉCIBELDÉCIBEL