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Electronique Analogique, le transistor

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Par   •  13 Décembre 2012  •  Cours  •  8 916 Mots (36 Pages)  •  826 Vues

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Electronique Analogique

Markus Liniger

2000/01

Le 23 Décembre 1947, le premier amplificateur sans vide et sans cathode chauffée était élaboré dans un laboratoire de Bell. Une pièce en polystyrène (K) de forme triangulaire était pressée à l’aide d’un ressort sur une base B de germanium.

Sur deux des surfaces de la pièce des feuillets en or étaient collés (E,C). A l’aide d’un circuit approprié on a pu mesurer une amplification de tension d’un facteur cent environ et, dès le lendemain on construisait un oscillateur. Son bon fonctionnement éliminait tous les doutes : c’était bien un amplificateur.

Comment pouvait-on appeler cette nouvelle invention ? Les développeurs John Berdeen et Walter Brattain ont pensé lui donner le nom de « varistor » ou de « thermistor ». Ce fut finalement John Piercel qui proposa « transistor» car ce terme indique que le courant qui passe par une faible résistance entre l’émetteur E et la base B, coule presque sans affaiblissement par une plus grande résistance entre la base B et le collecteur C. Le courant est cependant transféré d‘une résistance (resistor) à l‘autre.

Le symbole utilisé aujourd’hui est le dessin du prototype réduit à l‘essentiel. La base des transistors n‘est plus qu‘une électrode, la base mécanique pour la fabrication du transistor est le collecteur.

Photograph of the DELTT (Double Electron Layer Tunneling Transistor) transistor, seen from above. The semiconductor epitaxial layers, which contain the two layers of electrons, are sufficiently thin (0.25 microns) that light can penetrate them, rendering gates on both sides of the device visible. The top and back depletion gates allow independent contact to the two electron layers, while the top control gate turns the transistor on and off. (Source and drain contacts are outside the photo margins.)

Le Transistor 4

1.1 Les transistors bipolaires 5

1.1.1 Généralités 5

1.1.2 Caractéristique et valeurs limites des transistors 6

1.1.3 Le comportement en signaux faibles et les paramètres quadripôles 7

1.1.4 Point de repos ou point de fonctionnement 9

1.1.5 Le schéma équivalent 9

1.1.6 Montage émetteur commun 9

1.1.6.1 Schéma de base et schéma équivalent 9

1.1.6.2 Calcul de l‘amplification dans le schéma de base 10

1.1.6.3 Le choix et le réglage du point de repos 13

1.1.6.4 La droite de charge statique 15

1.1.6.5 Montage émetteur commun avec contre-réaction de courant 17

1.1.6.6 Montage émetteur commun avec contre-réaction de tension 19

1.1.6.7 Dimensionner des capacités 20

1.1.7 Montage base commune 23

1.1.7.1 Montage base commune avec contre-réaction 26

1.1.8 Montage collecteur commun ou émetteur suiveur 29

1.1.9 Caractéristiques des trois montages fondamentaux 30

1.1.10 Définition et transformation des paramètres quadripôles 31

1.1.11 Transformation des paramètres h du transistor 32

1.1.12 Schéma équivalent avec éléments parasites (Giacoletto) 33

1.1.13 Amplificateur différenciateur 35

1.1.13.1 Exploitation symétrique 36

1.1.13.2 Mode commun 36

1.1.13.3 Dimensionnement et résultats de la simulation 38

1.1.14 Amplificateur de Darlington 41

1.1.15 Miroir de courant 43

1.1.16 Amplificateur Push-pull 44

1.1.17 Amplificateur à plusieurs étages 46

1.2 Transistors à effet de champs 49

1.2.1 Transistors à effet de champs à jonction (JFET) 49

1.2.1.1 Notions fondamentales 49

1.2.1.2 Les caractéristiques du N-JFET 50

1.2.1.3 Fichier de SPICE 52

1.2.1.4 Schéma équivalent du JFET 53

1.2.1.5 Montage source commune 54

1.2.1.6 Montage drain commun 56

1.2.1.7 Montage grille commune 57

1.2.1.8 Interrupteur analogique à JFET 57

1.2.1.9 Résistance variable 58

1.2.2 Transistors à effet de champs « métal-oxyde semi-conducteurs » (MOSFET) 59

1.2.2.1 Notions fondamentales 59

1.2.2.2 Polarisation et application d’un MOSFET à appauvrissement 60

1.2.2.3 Polarisation et application d’un MOSFET à enrichissement 62

2 Amplificateur opérationnel 63

2.1 Propriétés et structure d’un amplificateur opérationnel 63

2.2 La structure et les caractéristiques techniques de l’amplificateur opérationnel 64

2.3 Développement des propriétés des circuits de base 66

2.3.1 L’amplificateur inverseur 66

2.3.2 L’amplificateur non-inverseur 68

2.3.3 L’amplificateur opérationnel réel, tension et courant offset 70

2.3.3.1 Le schéma équivalent de l’amplificateur opérationnel réel. 70

2.3.3.2 Compensation de la tension différentielle résiduelle et des courants offset. 71

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