devoir analogiq ing1 tlc 2009-2010 transistors.doc

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ITES – AVRIL 2010 / ING1 TLC / DEVOIR N°2 ELN ANALOGIQUE / PROF : M. OUATTARA ALI EXERCICE 1 : Amplificateur à transistors à liaison directe Le schéma d'un amplificateur à deux transistors polarisés par liaison directe est donné sur la figure ci-dessus. V CC = 15 V ; R B1 = 150 k ; R C1 = 10 k ; R E1 = 470 ; R C2 = 3.9 k ; R E2 = 100 ; R' E2 = 2.2 k ; β 1 = 50 ; β 2 = 150 ; V BE = 0.7 V Ce, Cs, Cd se comportent comme des courts-circuits aux fréquences de travail. 1) Calculer le point de repos du montage en supposant a priori que I B2 << I C1 . 2) Calculer les valeurs des paramètres dynamiques hie de chaque transistor si on donne que la pente s = β/hie = 38.I C0 (mA/V). Dans quelle configuration les transistors sont-ils utilisés ? 3) L'étude de l'amplificateur complet se fera étage par étage. Dessiner tout d'abord le schéma équivalent aux petits signaux du second étage (T2) et calculer la résistance d'entrée Z e2 , la résistance de sortie Z s2 , et l'amplification en tension en charge Av 2 . (A.N. : R L = 2 k). 4) Dessiner le schéma équivalent aux petits signaux du premier étage (T1) et calculer sur le schéma complet la résistance d'entrée Z e et l'amplification en tension en charge Av. 5) L'utilisation du théorème de Miller permet de simplifier l'étude du premier étage. On rappelle les résultats de ce théorème qui établit l'équivalence entre les deux schémas de la figure suivante : AV Z ve vs AV Z’ ve vs Z’’ RC1 RC2 RB1 RE2 R’E 2 RL RE1 Ce Cs Cd Rg eg ve vs VCC

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VIII

ITES AVRIL 2010 /ING1 TLC / DEVOIR N2 ELN ANALOGIQUE / PROF: M. OUATTARA ALI

EXERCICE 1: Amplificateur transistors liaison directe

Le schma d'un amplificateur deux transistors polariss par liaison directe est donn sur la figure ci-dessus.

VCC = 15 V ; RB1 = 150 k( ; RC1 = 10 k( ; RE1 = 470 ( ; RC2 = 3.9 k( ; RE2 = 100 ( ; R'E2 = 2.2 k( ;

1 = 50 ; 2 = 150 ; VBE = 0.7 V

Ce, Cs, Cd se comportent comme des courts-circuits aux frquences de travail.

1) Calculer le point de repos du montage en supposant a priori que IB2 > 1 : Z' -Z/Av ; Z'' Z

L'application de ce thorme ne se rvle utile que lorsque le gain Av ne dpend pas de l'impdance Z, et est tel que |Av| >> 1.

En supposant ces conditions suffisamment vrifies, tablir les rsistances de Miller qui simplifient le schma quivalent du premier tage et recalculer l'amplification en charge et la l'impdance d'entre. EXERCICE 2: Point de repos. Droite de charge statique et dynamiquePour Vds compris entre 4V et 20V, on trouve pour un TEC jonction, la valeur exprimentale

.

a) tracer la caractristique de transfert sachant que IDSS=20mA et VGSOFF=-8V.

La tangente la courbe pour ID=IDSS coupe laxe des tensions en un point P. calculer ses coordonnes.b) On veut que le point de repos du transistor mont dans le circuit ci-dessous soit VDS=10V et VGS=-3V. Calculer RD et RS.c) On choisit RD=2,7K et RS=0,82K. Calculer ID, VGS, VDS.d) Tracer la droite de charge statique du transistor mis dans le circuit ci-dessous et placer le point de repos M0.

e) On peut considrer que tous les condensateurs sont des courts-circuits aux frquences considres.

Tracer la droite de charge dynamique.

f) Quelle la dynamique maximale du montage (c'est--dire lamplitude maximale en sortie du montage avant crtage).

g) ve est un signal carr variant entre 2V et -2V la frquence f0=1KHz.

Tracer en fonction du temps les graphes de ve(t), vds(t), id(t).h) Exprimer les pulsations de coupure dues aux divers condensateurs.

Donner la valeur minimum normalise de chaque condensateur si on veut avoir pour le montage une frquence minimum de travail de 100Hz. RC1

RC2

RB1

RE2

RE2

RL

RE1

Ce

Cs

Cd

Rg

eg

ve

vs

VCC

AV

Z

ve

vs

Z

AV

Z

ve

vs

RD

RG

1M

VDD=30V

RS

RD

2,7K

RG

1M

C0

CS

C1

VDD=30V

ve

vs

RS

0,82K

RU

2K

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