LE COURS
LE COURS
LE ON N 41-1
NIVEAU 3
Apprendre
l lectronique
en partant de z ro
Les amplificateurs en classe A, B ou C
premi re partie
Un tage amplificateur peut tre
con u pour travailler en classe
A, en classe B, en classe AB
ou bien en classe C : sil vous
est arriv de chercher quelque
part une explication claire et
compr hensible concernant les
diff rences entre ces 4 classes,
il est fort probable que vous
naurez trouv aucune r ponse
satisfaisante vos nombreux
doutes ni votre abyssale
perplexit .
G r ce cette le on vous allez
apprendre quen polarisant
la Base dun transistor, de
mani re retrouver sur son
Collecteur la moiti de la tension dali-
mentation, vous tes en classe A, alors
quen polarisant la Base de fa on telle
que la totalit de la tension dalimenta-
tion se retrouve sur le Collecteur, vous
tes en classe B.
La classe B peut fournir en sortie
une puissance plus importante que
la classe A mais, comme la classe B
namplifie quune demie onde, pour
amplifier lautre demie onde oppos e,
il faut obligatoirement utiliser 2 tran-
sistors, un NPN et un PNP en s rie. La
classe B a un seul d faut, celui de four-
nir en sortie un signal notablement dis-
tordu et donc elle nest gu re favorable
la fabrication damplificateurs Hi-Fi :
cest pourquoi on a recours la classe
AB exempte, elle, de distorsion.
tivement les diff rences entre ces
classes, vous tes rest s quelque peu
sur votre faim.
La quatri me, la classe C, ne sutilise
que pour r aliser les tages de puis-
sance HF (par opposition BF, mais
on dit aussi RF, Radio Fr quence, par
opposition AF, Audio Fr quence),
parce qu la sortie de lunique tran-
sistor de puissance, la puissance est
lev e mais le signal distordu.
Les amplificateurs
en classes A, B, AB et C
Cest pourquoi nous chercherons
aujourdhui nourrir votre l gitime
curiosit et nous commencerons par
vous expliquer en quel mode on peut
polariser la Base dun transistor.
Polarisation de la Base
Comme le montre la figure 494, la
Base dun transistor amplificateur est
normalement polaris e par un parti-
teur r sistif compos des r sistances
R1-R2.
Vous aurez s rement lu quun transis-
tor peut travailler en classe A, B, AB
ou C ou en push-pull mais si vous avez
cherch un texte expliquant exhaus-
La r sistance R1 sert polariser la
Base du transistor et la r sistance R2
pour stabiliser le courant parcourant
ce partiteur.
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
74
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
75
LE COURS
LE COURS
12 V
R1
R2
B
R3
C
E
TR1
Figure 494 : Les r sistances R1-R2,
reli es la Base dun transistor, ser-
vent le faire travailler en classe A.
Si nous d connectons ce partiteur de
la Base de transistor et connectons
aux extr mit s de R2 un voltm tre
(figure 495), nous relevons une tension
inversement proportionnelle la valeur
ohmique de R1, selon la formule :
volts aux extr mit s de R2 =
Vcc : (R1 + R2) x R2
o Vcc = tension alimentant R1
et R1-R2 = valeur des r sistances
en kilohm
Si nous alimentons ce partiteur avec
une tension de 12 V, si R2 a une valeur
de 3,3 kilohms et si R1 prend succes-
sivement les 6 valeurs suivantes :
100-82-68-56-47-39 kilohms
pour chaque valeur diff rente de R1
ins r e en s rie avec R2, nous lirons
sur le voltm tre les tensions suivantes
(figure 495) :
12 : (100 + 3,3) x 3,3 = 0,38 V
12 : (82 + 3,3) x 3,3 = 0,46 V
12 : (68 + 3,3) x 3,3 = 0,55 V
12 : (56 + 3,3) x 3,3 = 0,66 V
12 : (47 + 3,3) x 3,3 = 0,78 V
12 : (39 + 3,3) x 3,3 = 0,93 V
Si nous reconnectons ensuite ce parti-
teur la Base du transistor (figures 496
501), pour les 3 valeurs de R1 :
100-82-68 kilohms,
nous lirons respectivement des ten-
sions de :
0,38-0,46-0,55 V,
alors quavec les 3 autres valeurs de
R1 :
56-47-39 kilohms,
nous lirons toujours une seule et uni-
que tension fixe de :
0,65 V.
Figure 495 : Si nous d connectons ces r sistances de la Base du transistor et
si nous relions leur point de liaison un testeur, nous rel verons une tension
inversement proportionnelle la valeur de R1. Si la valeur de R2 reste fixe et si
nous faisons varier R1, nous lirons sur le testeur les tensions indiqu es.
Vous vous demandez pourquoi ces 3
derni res valeurs de R1 aboutissent
toutes lunique tension fixe de 0,65 V
alors que selon nos calculs cette tension
devrait varier dun minimum de 0,66 V
un maximum de 0,93 V.
A ce sujet commen ons par dire que
la jonction Base/Emetteur dun tran-
sistor se comporte comme une diode
au silicium dont lanode serait tourn e
vers la patte Base et la cathode vers la
patte Emetteur (figure 502).
Vous savez d sormais quune diode au
silicium commence conduire seule-
ment lorsque la tension ses extr mi-
t s d passe la valeur de seuil, autour
de 0,65 V : avec une tension inf rieure
une telle diode nest pas conductrice.
Cest seulement quand on d passe la
valeur de seuil de 0,65 V, que la diode
commence conduire et consomme
du courant travers R1.
Ind pendamment du courant parcou-
rant la r sistance R1, entre la Base et
lEmetteur il y a toujours une tension de
0,65 V.
Pour savoir combien de courant doit
passer dans la r sistance R2 pour
obtenir ses extr mit s une tension
de 0,65 V, nous pouvons employer la
formule suivante :
mA dans R2 = Vbe : R2 en kilohm
Sachant que la Vbe (volt entre Base
et Emetteur) est de 0,65 V et que la
r sistance R2 a une valeur de 3,3 kilo-
hms, le courant devant traverser cette
derni re ne devra pas tre inf rieur
0,65 : 3,3 = 0,196969 mA,
arrondir 0,197 mA.
Le partiteur R1-R2 tant aliment en
12 V et R1 prenant successivement les
6 valeurs :
100-82-68-56-47-39 kilohms,
le courant traversant R2 augmentera
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
74
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
75
LE COURS
LE COURS
100-82-68 kilohms
on obtient un courant
inf rieur
0,197 mA puisquaux extr mit s de R2
le 0,65 V, n cessaire la conduction du
transistor, nest jamais atteint.
Cest seulement avec les 3 r sistan-
ces de :
56-47-39 kilohms
quon obtient un courant sup rieur
0,197 mA puisque, cette fois, aux
extr mit s de R2, la tension de 0,65 V,
n cessaire la conduction du transis-
tor, est atteinte.
Sachant que le transistor commence
conduire seulement lorsquun courant
sup rieur 0,197 mA parcourt le par-
titeur r sistif, en utilisant la formule ci-
dessous nous saurons quelle valeur de
courant nous pouvons faire parcourir la
Base du transistor :
courant sur la Base =
(mA de R1 mA de R2).
Nous aurons donc avec les 6 r sistan-
ces examin es les courants suivants :
avec 100 kilohms =
0,113 0,197 = 0,084 mA
avec 82 kilohms =
0,138 0,197 = 0,059 mA
avec 68 kilohms =
0,166 0,197 = 0,031 mA
avec 56 kilohms =
0,202 0,197 = + 0,005 mA
avec 47 kilohms =
0,241 0,197 = + 0,044 mA
avec 39 kilohms =
0,291 0,197 = + 0,094 mA
Comme avec les 3 premi res valeurs
de r sistances on obtient une valeur
n gative,
la Base ne consommera
aucun courant et dans ces conditions
on dit que le transistor se trouve en
interdiction ou bloqu puisquil nest
pas conducteur.
Cest seulement avec les 3 derni res
valeurs de r sistances que lon obtient
une valeur positive et on dit alors que
le transistor est conducteur ou pas-
sant : il amplifie les signaux appliqu s
sur sa Base.
Publicité
Dans notre exemple nous avons choisi
pour R2 la valeur de 3,3 kilohms, mais
dans dautres sch mas nous pourrions
trouver des valeurs compl tement dif-
f rentes ; de m me pour celle de R1.
Les valeurs utilis es pour les r sistan-
ces R1-R2 permettent toujours dobte-
nir aux extr mit s de R2 une tension
fixe de 0,65 V.
Le courant de Collecteur
Comme un transistor amplifie un signal
en courant, plus le courant de Base est
important, plus est important le courant
de Collecteur. Le courant de Collecteur
se calcule en multipliant le courant de
Base par le hfe du transistor, cest- -
dire par son gain en courant, selon la
formule :
mA Collecteur =
(courant de Base x hfe).
Donc, si nous avons un transistor avec
un hfe de 55 (gain en courant de 55
fois) et si sur sa Base nous appliquons
les courants fournis par les r sistan-
ces de :
56-47-39 kilohms,
Figure 499 : Si nous relions la
Base dun transistor une r sistance
R1 de 56 kilohms et une r sistance
R2 de 3,3 kilohms, le testeur indi-
quera 0,65 V et non 0,66 V.
Figure 500 : Si nous relions la
Base dun transistor une r sistance
R1 de 47 kilohms et une r sistance
R2 de 3,3 kilohms, le testeur indi-
quera 0,65 V et non 0,78 V.
Figure 501 : Si nous relions la
Base dun transistor une r sistance
R1 de 39 kilohms et une r sistance
R2 de 3,3 kilohms, le testeur indi-
quera 0,65 V et non 0,93 V.
Figure 496 : Si nous relions la
Base dun transistor une r sistance
R1 de 100 kilohms et une r sistan-
ce R2 de 3,3 kilohms, le testeur in-
diquera 0,38 V.
Figure 497 : Si nous relions la
Base dun transistor une r sistance
R1 de 82 kilohms et une r sistance
R2 de 3,3 kilohms, le testeur indi-
quera 0,46 V.
Figure 498 : Si nous relions la
Base dun transistor une r sistance
R1 de 68 kilohms et une r sistance
R2 de 3,3 kilohms, le testeur indi-
quera 0,55 V.
en fonction directe de la r duction de
la valeur ohmique de R1, selon la for-
mule :
mA = (Vcc 0,65) : R1 en kilohm.
Et donc, avec les valeurs ohmiques
choisies, nous obtiendrons les cou-
rants suivants :
(12 0,65) : 100 = 0,113 mA
(12 0,65) : 82 = 0,138 mA
(12 0,65) : 68 = 0,166 mA
(12 0,65) : 56 = 0,202 mA
(12 0,65) : 47 = 0,241 mA
(12 0,65) : 39 = 0,291 mA
Vous aurez not que, avec les 3 r sis-
tances de
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
76
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
77
LE COURS
LE COURS
son Collecteur sera parcouru par les cou-
rants suivants (figures 503 505) :
(R1 de 56 kilohms) 0,005 x 55 = 0,27 mA
(R1 de 47 kilohms) 0,044 x 55 = 2,42 mA
(R1 de 39 kilohms) 0,094 x 55 = 5,17 mA.
Plus est lev le courant de Collecteur,
plus augmente la chute de tension aux
extr mit s de la r sistance R3 et par
cons quent moins est lev e la ten-
sion de Collecteur, selon la formule :
volt Collecteur =
Vcc (R3 en kilohm x mA).
Donc, si le transistor est aliment en
12 V et que la r sistance R3 dans le
Collecteur est de 2,2 kilohms, nous
rel verons les tensions suivantes :
12 (2,2 x 0,27) = 11,4 V
12 (2,2 x 2,42) = 6,68 V
12 (2,2 x 5,17) = 0,62 V
Vous laurez not , lorsque le courant
de Collecteur est de 0,27 mA (figure
503), nous relevons sur ce Collecteur
une tension de 11,4 V ; quand le cou-
rant traversant le Collecteur est de
2,42 mA (figure 504), nous relevons
sur ce Collecteur une tension de 6,68
V ; alors que si ce courant de Collec-
teur est de 5,17 mA (figure 505), la
tension sur ce Collecteur est cette fois
de 0,62 V seulement.
Graphe dun transistor
Pour conna tre le courant minimum et
maximum que lon peut appliquer sur
la Base dun transistor en fonction de
son hfe, on utilise commun ment un
instrument de mesure appel traceur
de courbes, permettant de voir sur
l cran de loscilloscope de combien
augmente le courant de Collecteur
quand on fait varier le courant de
Base (figure 507).
En se r f rant ces courbes, on peut
tracer une droite en diagonale (figure
508), appel e ligne de charge,
reliant le point Vcc en abscisse et le
point de courant maximum de Collec-
teur en ordonn e.
Pour trouver la valeur du courant
maximum, on se sert de la formule :
courant maximum = Vcc : R3
en kilohm.
Comme dans notre exemple nous
avons utilis une R3 de 2,2 kilohms,
le Collecteur peut tre travers par un
courant maximum de :
12 : 2,2 = 5,45 mA.
C
E
B
DIODE
SILICIUM
Figure 502 : Avec les valeurs 56-47-39 kilohms, la ten-
sion reste fixe 0,65 V parce que la jonction Base/
Emetteur dun transistor se comporte comme si une dio-
de au silicium se trouvait lint rieur et, comme celle-ci
commence conduire lorsquon d passe 0,65 V, m me
si le partiteur R1-R2 fournit une tension plus lev e, cel-
le-ci se stabilise 0,65 V.
Si nous substituons la r sistance R3
de 2,2 kilohms une r sistance de 10
kilohms, le courant maximum pouvant
traverser le Collecteur sera de :
12 : 10 = 1,2 mA seulement.
Si nous faisons varier le courant de
Base du transistor, nous pouvons
d placer le point de travail, cest- -
dire faire en sorte que, en absence
de signal, le Collecteur ne soit plus
travers par aucun courant.
Cest justement en choisissant le
point de travail sur cette ligne de
charge quil est possible de faire
travailler un transistor en classe A,
B, AB ou C.
Comme le traceur de courbes nest
pas un instrument facile trouver,
nous vous expliquerons comment
on peut galement tracer une ligne
de charge qui, quoiquapproximative,
puisse vous aider mieux compren-
dre les diff rences entre les diverses
classes.
Prenez une feuille de papier quadrill
et tracez une ligne verticale (ordon-
n e), placez en haut le point de cou-
rant maximum de Collecteur avant la
saturation (figure 509).
En bas, tracez une ligne horizontale
(abscisse) et sur lextr mit de droite
placez le point de tension dalimenta-
tion Vcc du transistor.
Entre ces 2 points, tracez une diago-
nale et reportez-y le courant de Base :
comme vous ne le connaissez pas, il
suffit que vous vous souveniez que le
point plac en haut gauche corres-
pond au maximum de courant admis-
sible par le Collecteur et que le point
plac en bas droite correspond au
minimum de courant n cessaire pour
que le transistor soit conducteur.
Connaissant la valeur de tension Vcc,
vous pouvez calculer le courant maxi-
mum que le Collecteur peut accepter,
gr ce la formule :
courant maximum =
Vcc : R3 en kilohm.
Figure 503 : Si dans la Base dun
transistor hfe de 55 passe un
courant de 0,005 mA, un courant
de 0,27 mA passera dans son Col-
lecteur et de ce fait la tension sur
ce Collecteur sera de 11,4 V, soit
presque la tension dalimentation.
Figure 504 : Si dans la Base passe
un courant de 0,044 mA, le courant
du Collecteur augmentera de 0,27
2,42 mA et sa tension de Collecteur
sera de 6,68 V, soit presque la moi-
ti de la tension dalimentation.
Figure 505 : Si dans la Base passe
un courant de 0,094 mA, le courant
du Collecteur augmentera de 0,27
5,17 mA et sa tension de Collec-
teur sera de 0,62 V, soit la tension
dalimentation minimale.
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
76
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
77
LE COURS
LE COURS
Courant
Base max.
Ligne de charge
Figure 508 : Le graphe dun traceur de
courbes permet de d duire la ligne
de charge reliant la tension maxima-
le dalimentation au courant maximum
que le transistor peut d biter.
Courant
Base min.
0
Volts collecteur
Vcc
Vcc
B
R1
R2
R3
C
Publicité
E
R4
2,2
K&
TR1
330
&
Figure 506 : Si nous connectons,
entre lEmetteur dun transistor et
la masse, une r sistance R4, il est
possible den pr fixer le gain selon
la formule : gain = R3 : R4.
Ic
r
u
e
t
c
e
l
l
o
c
t
n
a
r
u
o
C
la tension positive maximale ; quand,
en revanche, il commence conduire,
le courant de Collecteur augmente
proportionnellement la valeur du
courant appliqu sur sa Base.
Plus le courant traversant R3 est lev ,
plus la tension de Collecteur diminue
et quand cette derni re atteint une
valeur proche de 0 V on dit que le
transistor est satur car, m me si on
augmente le courant de Base, on ne
pourra pas lui faire consommer un
courant plus lev .
Un transistor en classe A
Pour faire travailler un transistor en
classe A, il faut polariser la Base de
telle mani re que le courant traver-
sant le Collecteur soit gal la moiti
du courant maximum admissible :
2,72 mA dans notre exemple.
Dans ces conditions, une tension de
6 V, cest- -dire la moiti de la Vcc
(figure 511), est pr sente entre le Col-
lecteur et lEmetteur et on lappelle Vce
(volt Collecteur/Emetteur).
Si nous appliquons maintenant un
signal alternatif sur la Base du tran-
sistor, lorsque sa demie onde positive
atteint lamplitude maximale, le tran-
sistor consommera plus de courant
et par cons quent la tension sur le
Collecteur chutera vers 0 V.
Quand
la demie onde n gative
atteindra son amplitude maximale,
le transistor consommera moins de
courant et par cons quent la tension
sur le Collecteur montera vers les 12
V (figure 511).
Regardons le graphe de la figure 512
pour comprendre plus facilement com-
ment varient tension et courant de Col-
lecteur lorsque lr transistor amplifie un
signal alternatif.
Observons le graphe de la figure 511.
Comme vous pouvez noter toutes les
variations de tension et courant du
transistor mais si vous pensiez pouvoir
relever ces variations en utilisant un
simple amp rem tre, vous serez d us
car celui-ci indiquera chaque fois la
valeur moyenne du courant.
En fait, les variations damplitude entre
le maximum positif et le maximum
n gatif sont si rapides que laiguille
de lamp rem tre narrive pas les
suivre.
Ic
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
s
e
r
p
m
a
i
l
l
i
m
Point
de travail
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Volt
tension
Figure 509 : M me sans
traceur de courbe il est
possible de trouver la li-
gne de charge en pla-
ant en abscisse (droi-
te horizontale) la valeur
maximale de la tension
dalimentation et en or-
donn e (droite vertica-
le) le courant maximum
pouvant parcourir le Col-
lecteur du transistor. Si
lon d place le point de
travail sur la ligne de
charge le transistor tra-
vaille en classe A, B,
AB ou C.
Figure 507 : Linstrument appel
traceur de courbes permet de
voir comment et de combien varie
le courant de Collecteur quand on
fait varier le courant de Base.
Comme dans notre exemple la R3 a une
valeur de 2,2 kilohms et que la Vcc est de
12 V, vous pouvez faire traverser le Col-
lecteur par un courant maximum de :
12 : 2,2 = 5,45 mA.
Placez cette valeur de courant sur
lordonn e (figure 509). Si, dans un
sch ma, vous aviez une r sistance R3
de 8,2 kilohms, le courant maximum
de Collecteur serait :
12 : 8,2 = 1,46 mA,
nombre placer en ordonn e la
place des 5,45 mA de lexemple pr c -
dent.
Le graphe de la figure 509 se r f re
au transistor pris comme exemple et
si donc vous utilisez un transistor dif-
f rent, de moyenne ou forte puissance,
dont le Collecteur peut admettre un
courant de 1 ou 2 A, vous devrez des-
siner un nouveau graphe et placer en
ordonn e les valeurs de courant maxi-
mum de Collecteur (figure 510).
Lorsque le transistor nest pas con-
ducteur, comme aucun courant ne
parcourt le Collecteur, vous rel verez
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
78
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
79
LE COURS
Ic
2,2
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
s
e
r
p
m
a
Point
de travail
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Volt
tension
LE COURS
Figure 510 : Si nous
prenons un transistor
de puissance, en ordon-
n e nous reportons le
courant maximum pou-
vant parcourir le Col-
lecteur et en abscisse
la valeur maximale de
la tension dalimenta-
tion. La droite reliant
ces 2 points est la li-
gne de charge de ce
transistor.
Cest seulement si vous disposez dun
oscilloscope que vous verrez l cran
les deux demies ondes monter et des-
cendre.
Le signal appliqu sur la Base est
Publicité
pr lev sur le Collecteur d phas
de 180 , parce que la demie onde
positive partant dun minimum de 6
V descend vers 0 V et la demie onde
n gative, partant dun minimum de 6
V, monte vers 12 V.
Auparavant nous avions pr cis que
pour faire travailler un transistor en
classe A il faut polariser sa Base de
mani re que le Collecteur soit une
tension gale la moiti de la tension
dalimentation.
Ajoutons maintenant que cette valeur
nest absolument pas critique et
quune petite diff rence en ne modi-
fie en rien le fonctionnement.
Si le Collecteur est une tension de
7 V, au lieu de 6 V (figure 513), nous
pr l verons toujours la sortie une
onde sinuso dale ; m me chose pour
une tension de 5 V (figure 516).
Il pourrait, en revanche, y avoir un
probl me si nous appliquions sur la
Base des signaux damplitude lev e,
ou bien si nous amplifiions le signal de
fa on exag r e.
Si le Collecteur tait une tension de
7 V et si nous appliquions lentr e
un signal damplitude lev e, nous
cr terions toutes les demies ondes
inf rieures (figure 518).
Le signal maximal en V que nous pou-
vons appliquer sur la Base du transis-
tor pour viter l cr tage, se calcule
avec la formule :
volt entr e Base = (Vcc x 0,8) : gain.
Dans notre exemple nous avons choisi
un transistor amplifiant 55 fois et ali-
ment par une tension de 12 V. Sur
la Base, nous ne devons donc jamais
appliquer des signaux dont la tension
serait sup rieure :
(12 x 0,8) : 55 = 0,174 V.
Si cette valeur est d pass e, les 2
extr mit s de la demie onde seront
cr t es et nous aurons un signal dis-
tordu la sortie. Si nous alimentons le
circuit avec une tension plus lev e,
par exemple 15 V, nous pourrons appli-
quer sur la Base un signal de :
(15 x 0,8) : 55 = 0,218 V.
Pour amplifier des signaux de plus
grande amplitude, il est n cessaire de
r duire le gain et pour cela il suffit de
connecter entre lEmetteur et la masse
une r sistance (R4, figure 506).
Cette r sistance R4 permet de d ter-
miner le gain et, pour savoir de fa on
approximative mais suffisamment pr -
cise combien de fois le signal sera
amplifi , vous pouvez mettre profit la
formule :
gain = R3 : R4.
La r sistance R3 ayant par exemple
une valeur de 2 200 ohms et la r sis-
tance R4 de 330 ohms, le transistor
amplifiera un signal :
2 200 : 330 = 6,66 fois.
Donc, en alimentant le transistor avec
une tension de 15 V, nous pourrons
appliquer sur son entr e un signal maxi-
mum de :
Ic
mA
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Courant de
collecteur
Figure 511 : Pour faire travailler un transistor en classe C, nous devrons polariser sa
Base de telle mani re que, en absence de signal, la moiti de la tension dalimentation
se trouve sur le Collecteur.
Lorsque nous appliquerons sur la Base un signal alternatif, en pr sence de
la demie onde n gative, le transistor consommera moins de courant et en
pr sence de la demie onde positive, plus de courant.
Courant de base
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Vcc
GAIN
10 volt
0,4
0,4
B
12 V
6 V
R3
C
E
Tension de collecteur
Figure 512 : Ce graphe montre comment la demie onde
positive appliqu e sur la Base fait chuter la tension de
Collecteur de 6 V vers 0 V, alors que la demie onde n -
gative la fait monter de 6 V vers 12 V.
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
78
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
79
LE COURS
LE COURS
Courant de base
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Vcc
Courant de
collecteur
Ic
mA
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Courant de
collecteur
Courant de base
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Vcc
Ic
mA
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Tension de collecteur
Figure 513 : La valeur moiti de la tension dalimenta-
tion nest pas critique et, m me avec une tension de 7 V,
le signal appliqu sur la Base ne d passerait pas la ligne
de charge.
Tension de collecteur
Figure 516 : Si une tension de 5 V, au lieu de 6 V, se
trouve sur le Collecteur, l encore le signal appliqu sur
la Base ne d passera pas la ligne de charge.
GAIN
10 volt
R3
0,4
0,4
B
12 V
7 V
C
E
GAIN
10 volt
0,4
0,4
B
12 V
5 V
R3
C
E
Figure 514 : Si nous d pla ons le point de travail de ma-
ni re retrouver sur le Collecteur une tension de 7 V, au
lieu de 6 V, la sinuso de amplifi e ne sortira pas de ses
limites de 12 V et de 0 V.
Figure 517 : Si nous d pla ons le point de travail de ma-
ni re retrouver sur le Collecteur une tension de 5 V, au
lieu de 6 V, la sinuso de amplifi e ne sortira pas de ses
limites de 12 V et de 0 V.
GAIN
15 volt
12 V
R3
7 V
0,6
0,6
B
C
Publicité
E
GAIN
15 volt
R3
0,6
0,6
B
12 V
C
E
5 V
Figure 515 : Cependant, si nous augmentons le gain du tran-
sistor, une partie du signal sera cr t e et nous aurons ainsi
un signal distordu. Pour viter cette distorsion, il suffit de r -
duire le gain ou lamplitude du signal entrant par la Base.
Figure 518 : Cependant, si nous augmentons le gain du tran-
sistor, une partie du signal sera cr t e et nous aurons ainsi
un signal distordu. Pour viter cette distorsion, il suffit de r -
duire le gain ou lamplitude du signal entrant par la Base.
(15 x 0,8) : 6,66 = 1,8 V.
Dans notre exemple nous avions choisi
pour R3 une valeur de 2 200 ohms
et pour R4 330 ohms mais si, dans
un circuit, nous trouvions une R3 de
10 000 ohms et une R4 de 1 500 ohms,
le gain serait le m me :
10 000 : 1 500 = 6,66 fois.
La classe A est normalement utilis e
pour amplifier un signal avec une
distorsion tr s faible, parce quon fait
travailler le transistor au repos sur la
moiti de la droite en diagonale de la
ligne de charge (figure 511).
Lunique inconv nient pr sent par
la classe A est que le transistor con-
somme toujours le m me courant que
ce soit en absence de signal ou la
puissance maximale : par cons quent
il faut dissiper une grande quantit de
chaleur accumul e par le bo tier.
Cest pourquoi la classe A ne permet
pas dobtenir un tage final de puis-
sance lev e mais les audiophiles la
pr f rent aux autres en raison de sa
u
tr s basse distorsion.
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
80
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
81
NOTES
LE COURS
LE COURS
LE ON N 41-2
NIVEAU 3
Apprendre
l lectronique
en partant de z ro
Les amplificateurs en classe A, B ou C
seconde partie et fin
Un transistor en classe B
Pour faire travailler un transistor en
classe B, il faut polariser sa Base de
mani re que son point de travail se
trouve la limite inf rieure de sa ligne
de charge (figure 519).
En absence de signal aucun courant
ne traverse le Collecteur et quand le
signal BF arrive sur la Base, le tran-
sistor commence conduire lorsque
la tension du signal d passe le niveau
de 0,65 V n cessaire pour quil entre
en conduction.
Si nous pilotons un transistor NPN,
celui-ci ne pourra entrer en conduc-
tion quen pr sence de demies ondes
positives et non de demies ondes
n gatives, lesquelles ne seront jamais
amplifi es.
Si nous pilotons un transistor PNP,
celui-ci ne pourra entrer en conduc-
tion quen pr sence de demies ondes
n gatives et non de demies ondes
positives, lesquelles ne seront jamais
amplifi es.
Sachant quen classe B un transistor
NPN est capable damplifier les seules
demies ondes positives et un transistor
PNP le seules demies ondes n gatives,
pour amplifier les 2, il sera n cessaire
dutiliser 2 transistors, un NPN et un
PNP en s rie (figure 520).
Si nous pr levons le signal sur les
2 Emetteurs des transistors, nous
obtiendrons londe sinuso dale com-
pl te appliqu e en entr e.
La classe B pr sente lavantage de fournir
en sortie une puissance lev e mais avec
une distorsion non n gligeable.
En fait, avant que la demie onde posi-
tive puisse faire entrer en conduction
le transistor NPN et que la demie onde
n gative puisse faire entrer en conduc-
tion le transistor PNP, les 2 signaux
doivent d passer le niveau de seuil
requis, soit 0,65 V.
Donc, quand le signal passe de la demie
onde positive la demie onde n gative
ou vice versa, un temps de pause se pro-
duit pendant lequel aucun des 2 transis-
tors nest en conduction (figure 520).
Cette pause entre les 2 demies ondes
sappelle distorsion de croisement.
Donc le seul avantage de la classe B est
que les 2 transistors ne consomment
aucun courant en absence de signal et
le maximum de courant en pr sence du
signal.
Un transistor en classe AB
Pour pouvoir obtenir la sortie dun
tage final la puissance lev e dune
classe B sans distorsions de croisement
ind sirables, on utilise la classe AB et un
transistor NPN en s rie avec un PNP.
Sachant quun transistor commence
conduire lorsquune tension de 0,65 V
est pr sente sur sa Base, nous pou-
vons appliquer cette tension en pla ant
2 diodes au silicium aliment es par les
r sistances R1-R2 (figure 522).
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
82
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique - Troisi me niveau
83
LE COURS
LE COURS
Quand, sur la Base du NPN, arrive le
signal BF, le transistor amplifie les
demies ondes positives compl tes car
il se trouve d j en conduction, mais
pas en mesure damplifier les demies
ondes oppos es n gatives.
Quand, sur la Base du NPN, arrive le
signal BF, le transistor amplifie les
demies ondes n gatives compl tes car
il se trouve d j en conduction, mais
pas en mesure damplifier les demies
ondes oppos es positives.
Si nous pr levons le signal amplifi sur
les Emetteurs des transistors NPN et
PNP, nous obtenons une onde sinuso -
dale compl te.
Le signal sinuso dal sortant de cet
tage est exempt de distorsion, parce
quil ny a plus aucune pause entre
la demie onde positive et la demie
onde n gative, comme c tait le cas
en classe B.
Lavantage principal de la classe AB
est dobtenir une puissance de sortie
lev e avec un courant de Collecteur
d risoire en absence de signal.
Avec une dissipation minime au repos,
les transistors chauffent moins par
rapport un tage final en classe A et
il est donc possible de r duire la taille
des dissipateurs.
La classe AB est normalement utilis e
pour r aliser des tages finaux de
puissance Hi-Fi.
Un transistor en classe C
La classe C nest jamais utilis e pour
amplifier des signaux BF parce que,
m me sil est possible dobtenir une
puissance de sortie lev e, le signal
est notablement distordu : cest pour-
quoi la classe C sutilise exclusivement
pour r aliser des tages finaux en
haute fr quence.
Comme vous pouvez le voir sur la
figure 524, la Base dun transistor en
classe C nest jamais polaris e et dans
presque tous les sch mas on peut voir
que la Base est la masse travers
une self RF, ou HF, cest la m me
chose (figure 525), servant seulement
emp cher que le signal HF, venant
du transistor pilote, ne se d charge
la masse.
Vous devez savoir encore ceci
Beaucoup de gens croient quun tage
final en push-pull est forc ment sem-
Courant de base positif
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Vcc
s
e
r
p
m
A
Ic
2,5
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Courant de
Collecteur
Tension de collecteur
Figure 519 : Si nous ne polarisons pas la Base dun transistor, celui-ci travaille
en classe B et donc, en absence de signal, aucun courant ne circulera dans le
Collecteur ; par contre sur ce dernier on trouvera la tension positive maximale
(figure 503).
Si...