LEÇON N°16

18 V

10 000 ohms 8,4 V

C2

GAIN 15 fois

C1

B

R2

8 200 ohms

C

E

R4

0,57 V

680 ohms

R5

47 000 ohms

Figure 441 : Étage préamplificateur calculé pour un gain de 10 fois, alimenté avec 12 volts. On ne trouve sur le Collecteur que 5,5 volts au lieu de 6 volts, car 0,545 volt présent aux bornes de la résistance R4 de l’Emetteur est prélevé sur les 12 volts Vcc.

Figure 442 : Étage préamplificateur calculé pour un gain de 15 fois et alimenté avec 12 volts. On ne trouve sur le Collecteur que 8,4 volts au lieu de 9 volts, car 0,57 volt présent aux bornes de la résistance R4 de l’Emetteur est soustrait aux 18 volts Vcc.

- On évite que le corps du transistor ne surchauffe. En pratique, plus la tem- pérature de son corps augmente, plus le courant du Collecteur augmente et, lorsque ce courant augmente, la tem- pérature augmente proportionnellement également. Se produit alors une réac- tion incontrôlée, appelée “l’effet ava- lanche”, qui détruit le transistor. Pour réduire ce risque, on place un radiateur de refroidissement sur le corps des transistors de puissance des étages de puissance, afin de dissiper le plus rapidement possible la chaleur de leur corps.

- On ne réduit pas la bande passante. En fait, plus le gain est important, plus on réduit la bande passante. Cela signi- fie que, si dans un préamplificateur BF Hi-Fi, on fait amplifier le transistor pas plus de 20 ou 30 fois, on réussit à amplifier toute la gamme des fré- quences acoustiques, en partant d’un minimum de 25 hertz environ jusqu’à un maximum de 50 000 hertz.

Au contraire, si on le fait gagner 100 fois ou plus, il ne réussira plus à amplifier au maximum toutes les fréquences des notes aiguës supérieures à 10000 hertz.

Après cette introduction, nous pouvons poursuivre en vous expliquant quelles sont les opérations à effectuer pour trouver la valeur des résistances R1, R2, R3 et R4, pour un étage préampli- ficateur BF, utilisant un seul transistor (voir figure 441).

Calculer la valeur de R3

Pour trouver la valeur à donner à la résistance R3 devant être reliée au Col- lecteur, on doit tout d’abord connaître la valeur ohmique de la résistance de charge sur laquelle sera appliqué le signal amplifié.

Dans l’exemple représenté sur la figure 441, la charge est constituée par la valeur de la résistance R5 reliée, après le condensateur électrolytique C2, entre le Collecteur et la masse. En pratique, la valeur ohmique de la résistance R3 doit toujours être inférieure à la valeur de la résistance R5. A ce propos, cer- tains documents conseillent de choisir une valeur plus petite de 6, 7, ou 8 fois, mais dans la pratique, on peut uti- liser une valeur inférieure de 5 fois ou même moins.

En admettant que la valeur de la résis- tance R5 soit de 47 000 ohms, pour trouver la valeur de la résistance R3, on devra effectuer cette simple division:

R3 (ohm) = R5 : 5

47 000 : 5 = 9 400 ohms

Etant donné que cette valeur n’est pas standard, on utilise la valeur commer- ciale la plus proche, qui est, dans le cas présent, de 10 000 ohms (10 kilohms).

Calculer la valeur de R4

Une fois la valeur 10 000 ohms choi- sie pour la résistance R3, on peut effec- tuer la seconde opération, qui nous per- met de trouver la valeur ohmique de la résistance R4, en utilisant la formule :

R4 = R3 : Gain

Puisque, comme nous l’avons déjà expliqué, il n’est jamais conseillé de choisir des gains supérieurs à 10 ou 20 fois, on choisira donc le minimum, c’est-à-dire 10 fois. Ayant choisi pour R3 une valeur de 10 000 ohms, la résistance R4 doit avoir une valeur ohmique de :

10 000 : 10 = 1 000 ohms

Calculer Ic (courant du Collecteur)

Comme troisième opération, on devra calculer la valeur du courant parcourant le Collecteur, en utilisant la formule :

Ic (mA) = [(Vcc : 2) : (R3 + R4)] x 1 000

Note : le nombre 1 000, que l’on trouve à la fin de cette formule n’est pas la valeur de R4 mais un multiplicateur qui nous permet d’obtenir une valeur de courant exprimée en milliampères.

En insérant nos données dans la for- mule, on obtient :

[(12 : 2) : ( 10 000 + 1 000)] x 1 000 = 0,545 mA

Donc, le courant Ic parcourant le Col- lecteur est de 0,545 milliampère.

Calculer la valeur de VR4

Nous devons à présent poursuivre nos calculs en calculant la valeur de la ten- sion (en volt) présente aux bornes de la résistance R4, reliée entre l’Emet- teur et la masse, en utilisant la formule:

Tension sur R4 (volt) = (Ic x R4) : 1 000

En ef fectuant notre opération, on obtient :

(0,545 x 1 000) : 1 000 = 0,545 volt

Calculer la valeur de R2

La valeur de la résistance R2 est liée à la valeur de la résistance R4 et à la valeur Hfe moyenne du transistor que l’on veut polariser.

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La formule à utiliser pour trouver la valeur de la résistance R2 est la suivante :

commerciale la plus proche, qui est évi- demment 100000 ohms (100 kilohms).

R2 = (moyenne Hfe x R4) : 10

En insérant les données que l’on connaît déjà, on obtient :

(110 x 1 000) : 10 = 11 000 ohms

Etant donné que cette valeur n’est pas standard, on doit rechercher la valeur la plus proche qui pourrait être dans notre cas, 10 000 ou 12 000 ohms. Pour cet exemple, on choisit la valeur la plus élevée pour la R2, c’est-à-dire 12 000 ohms (12 kilohms).

Calculer la valeur de R1

Une fois trouvée la valeur de R2, on peut trouver la valeur de R1, en utili- sant cette formule :

R1 = [(Vcc x R2) : (Vbe + VR4)] – R2

Souvenez-vous que, lorsqu’on a calculé la valeur de R2, on pouvait choisir entre deux valeurs standard, c’est-à-dire entre 10 000 et 12 000 ohms, et que nous avons alors choisi la seconde.

On peut à présent contrôler, toujours à l’aide de la formule ci-dessus, la valeur que nous aurions dû choisir pour R1 si l’on avait choisi une valeur de 10 000 ohms pour R2.

R1 = [(12 x 10 000) : (0,65 + 0,545)] – 10 000

[(120 000) : (1,195)] – 10 000 = 90 418 ohms

Etant donné que cette valeur n’est pas standard, on doit nécessairement choi- sir la valeur commerciale la plus proche, qui pourrait être 82 000 ohms (82 kilohms) ou bien 100 000 ohms (100 kilohms).

On connaît déjà les données à insérer dans cette formule :

Calculer le gain

Vcc R2 Vbe VR4

= = = =

12 volts 12 000 ohms 0,65 volt 0,545 volt

Note : puisque la Vbe d’un transistor pourrait être de 0,7 volt, ou bien de 0,6 volt, il est toujours préférable de choisir la valeur moyenne égale à 0,65 volt.

En insérant les données dans la for- mule, on obtient :

[(12 x 12 000) : (0,65 + 0,545)] – 12 000

Pour commencer, on effectue la multi- plication :

12 x 12 000 = 144 000

puis, on additionne la Vbe et la VR4 :

0,65 + 0,545 = 1,195

Etant donné que pour tous ces calculs, nous avons arrondi différentes valeurs de résistances, nous voudrions connaître le nombre de fois que le transistor a amplifié le signal appliqué sur la Base.

Pour connaître le gain, on peut utiliser cette simple formule :

Gain = R3 : R4

Etant donné que nous avons choisi une valeur de 10 000 ohms pour la résistance R3 du Collecteur, et une valeur de 1 000 ohms pour la résis- tance R4 de l’Emetteur, le transistor amplifiera de :

10 000 : 1 000 = 10 fois

Si au lieu d’utiliser une valeur de 1 000 pour la résistance R4, on avait utilisé une valeur de 820 ohms, le transistor aurait amplifié le signal de :

On continue en divisant le premier résul- tat par le second :

10 000 : 820 = 12,19 fois

144 000 : 1,195 = 120 500

On soustrait ensuite la valeur de R2 à ce nombre :

120 000 – 12 000 = 108 000 ohms

Etant donné que cette valeur n’est pas standard, on peut utiliser pour R1 la valeur

Si au contraire on avait utilisé une valeur de 1 200 ohms, le transistor aurait amplifié de :

10 000 : 1 200 = 8,33 fois

Avec cet exemple, nous vous avons mon- tré que pour augmenter ou réduire le gain d’un étage amplificateur, il suffit de varier la valeur de la résistance R4.

Note : la formule R3 : R4 est valable seule- ment si aucun condensateur électroly- tique n’est relié en parallèle à la R4, comme sur la figure 447.

Signal maximum sur la Base

Connaissant le gain et la valeur de la tension de l’alimentation Vcc, on peut calculer le signal maximum à appliquer sur la Base pour pouvoir prélever un signal non distordu au Collecteur, en utilisant la formule :

Base (volt) = (Vcc x 0,8) : gain

Avec un gain de 10 fois, on pourra appliquer sur la Base un signal dont l’amplitude ne devra jamais dépasser la valeur de :

(12 x 0,8) : 10 = 0,96 volt crête à crête

Avec un gain de 12,19 fois, on pourra appliquer sur la Base un signal dont l’amplitude ne devra jamais dépasser la valeur de :

(12 x 0,8) : 12,19 = 0,78 volt crête à crête

Note : le facteur de multiplication 0,8 s’uti- lise pour éviter de “couper” le signal sur les deux extrémités dans le cas où la tension présente sur le Collecteur serait légèrement supérieure ou infé- rieure par rapport à la tension désirée (voir les figures 434 et 435), à cause de la tolérance des résistances.

Calcul pour un gain de 15 fois, en alimentant le transistor avec 18 volts

Dans l’exemple précédent, nous nous sommes basés sur une valeur de ten- sion de l’alimentation Vcc de 12 volts. A présent, nous voudrions savoir quelles valeurs utiliser pour les résistances R1, R2, R3 et R4, si le même transistor était alimenté à l’aide d’une tension de 18 volts (voir figure 442), et si l’on voulait amplifier 15 fois un signal.

Calculer la valeur de R3

En admettant que la résistance de charge R5 soit toujours égale à 47 000 ohms, on pourra alors choisir pour la

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résistance R3, une de ces trois valeurs: 8 200, 10 000 ou 12 000 ohms.

bornes de la résistance R4 reliée entre l’Emetteur et la masse, c’est-à-dire la valeur VR4, en utilisant la formule :

Calculer la valeur de R4

Une fois la valeur de 10 000 ohms choi- sie pour la résistance R3, on peut effec- tuer la seconde opération pour trouver la valeur ohmique de la résistance R4, en utilisant la formule que l’on connaît déjà, c’est-à-dire :

R4 = R3 : gain

Pour obtenir un gain de 15 fois la résis- tance, R4 doit avoir une valeur de :

10 000 : 15 = 666 ohms

Sachant que cette valeur n’est pas standard, on utilise la valeur la plus proche, c’est-à-dire 680 ohms.

Calculer Ic (courant du Collecteur)

La troisième opération consiste à cal- culer la valeur du courant qui parcourt le Collecteur, en utilisant la formule :

Ic (en mA) = [(Vcc : 2) : (R3 + R4)] x 1 000

On peut ensuite effectuer notre opé- ration pour trouver la valeur Ic :

[(18 : 2) : (10 000 + 680)] x 1 000 = 0,8426 mA

Donc, le Collecteur de ce transistor sera parcouru par un courant de 0,8426 mil- liampère.

Calculer la valeur de VR4

On peut maintenant calculer la valeur de la tension que l’on retrouvera aux

VR4 = (Ic x R4) : 1 000

En ef fectuant notre opération, on obtient :

(0,8426 x 680) : 1 000 = 0,5729 volt

Calculer la valeur de R2

La valeur de la résistance R2 est liée à la valeur de la résistance R4 et à la valeur Hfe moyenne du transistor que l’on veut polariser correctement.

R2 = (moyenne Hfe x R4) : 10

En insérant les données que l’on connaît déjà, on obtient :

(110 x 680) : 10 = 7 480 ohms

Etant donné que cette valeur n’est pas standard, on doit rechercher la valeur la plus proche pour R2, qui pourrait être dans notre cas, 6 800 ou 8 200 ohms (6,8 ou 8,2 kilohms).

Calculer la valeur de R1

En admettant que l’on choisisse une valeur de 8 200 ohms pour R2, on peut trouver la valeur de R1, en utilisant la for- mule que l’on connaît déjà, c’est-à-dire :

R1 = [(Vcc x R2) : (Vbe + VR4)] – R2

On connaît déjà les données à insérer dans cette formule :

Vcc R2 Vbe VR4

= = = =

18 volts 8 200 ohms 0,65 volt 0,5729 volt

on obtient donc :

[(18 x 8 200) : (0,65 + 0,5729)] – 8 200

Pour commencer, on effectue la multi- plication :

18 x 8 200 = 147 600

puis, on additionne la Vbe et la VR4 :

0,65 + 0,5729 = 1,2229

On continue en divisant le premier résul- tat par le second :

147 600 : 1,2229 = 120 696

On soustrait ensuite la valeur de R2 à ce nombre :

120 696 - 8 200 = 112 496 ohms

Etant donné que cette valeur n’est pas standard, on peut utiliser pour R1 la valeur commerciale la plus proche, qui est évi- demment 120000 ohms (120 kilohms).

Calculer le gain

Comme nous avons arrondi les valeurs de différentes résistances, nous vou- drions savoir si cet étage amplifiera 15 fois le signal appliqué sur la Base, et pour cela, on peut utiliser cette simple formule :

Gain = R3 : R4

Etant donné que la valeur de la résis- tance R3 appliquée sur le Collecteur est de 10 000 ohms et la valeur de la résistance R4 appliquée sur l’Emetteur est de 680 ohms, cet étage amplifiera un signal de :

10 000 : 680 = 14,7 fois

c’est-à-dire une valeur très proche de 15 fois.

R1

120 000 ohms

C1

B

R2

8 200 ohms

R3

C

E

R4

18 V

hfe 110

10 000 ohms

C2

R5

47 000 ohms

680 ohms

R1

82 000 ohms

C1

B

R2

5 600 ohms

R3

C

E

R4

18 V

hfe 80

10 000 ohms

C2

R5

47 000 ohms

680 ohms

Figure 443 : Les valeurs reportées sur ce schéma se réfèrent à un étage préamplificateur calculé pour un gain de 15 fois, alimenté sous 18 volts, en utilisant un transistor ayant une Hfe moyenne de 110.

Figure 444: Si on insérait un transistor d’une valeur Hfe de 80 dans l’étage de la figure 443, on devrait, théoriquement, modifier les valeurs de R1 et R2. Comme nous l’avons expliqué à travers la leçon, pour R1 et R2, on choisit toujours une valeur moyenne.

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Ce gain de 14,7 fois est toutefois seu- lement théorique, car il ne tient pas compte de la tolérance des résistances.

En admettant que la Résistance R3 ait une valeur réelle de 10 450 ohms et la résistance R4, une valeur réelle de 675 ohms, on obtiendra un gain de :

10 450 : 675 = 15,48 fois

Si au contraire, la résistance R3 avait une valeur de 9 600 ohms et la R4, une valeur de réelle de 689 ohms, on obtiendrait une valeur de :

9 600 : 689 = 13,93 fois

En raison des tolérances des résis- tances, on doit toujours considérer que le gain calculé peut varier de ± 5 %.

Un signal maximal sur la Base

Connaissant le gain et la valeur de la tension de l’alimentation Vcc, on peut calculer le signal maximum à appliquer sur la Base pour pouvoir prélever un signal dépourvu de distorsion du Col- lecteur, en utilisant la formule :

Base (volt) = (Vcc x 0,8) : gain

Avec un gain de 15 fois et une tension d’alimentation de 18 volts, on pourra appliquer sur la Base des signaux dont l’amplitude ne devra jamais dépasser la valeur de :

(18 x 0,8) : 15 = 0,96 volt crête à crête

Et si le transistor avait une Hfe différente ?

Dans l’exemple de la figure 442, on a calculé les valeurs des résistances R1, R2, R3 et R4, en prenant comme exemple une Hfe moyenne de 110, mais en admettant que l’on remplace ce tran- sistor par un autre de même référence, mais ayant une Hfe de 80, seules les valeurs des résistances R1 et R2 pour- raient changer dans le circuit.

R2 = ( moyenne Hfe x R4) : 10

R1 = [(Vcc x R2) : (Vbe + VR4)] – R2

Si l’on introduit dans ces formules les valeurs que l’on connaît déjà, on obtient ces données :

(80 x 680) : 10 = 5 440 ohms pour la R2

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comme cette valeur n’est pas stan- dard, on utilise la valeur commerciale la plus proche, c’est-à-dire 5 600 ohms (5,6 kilohms).

R1 = [(18 x 5 600) : (0,65 + 0,5729)] – 5 600

En effectuant tout d’abord toutes les opérations qui se trouvent entre paren- thèses, on obtient :

(100 800) : (1,2229) – 5 600 = 76 827 ohms

Pour la résistance R1, on devrait donc utiliser une valeur de 76 827 ohms, mais étant donné que ce n’est pas une valeur standard, on devra choisir la valeur commerciale la plus proche, c’est-à-dire 82 000 ohms (82 kilohms).

A présent, si l’on fait une comparaison entre un transistor ayant une Hfe de 110 et un autre, ayant une Hfe de 80 (voir les figures 443 et 444), on remar- quera ces différences :

Hfe de 110 R1 120 000 ohms R2 8 200 ohms

Hfe de 80 82 000 ohms 5 600 ohms

Comme vous pouvez le constater, si le transistor a une Hfe inférieure, il faut seulement baisser la valeur des deux résistances R1 et R2.

Comme il est pratiquement impossible de changer les valeurs des résistances R1 et R2 d’un circuit chaque fois qu’on remplace un transistor, puisqu’on ignore si celui que l’on remplace a une Hfe de 60, 80, 100, 110 ou 120, pas plus qu’il n’est possible de contrôler une infinité de transistors pour pouvoir en trouver un de la Hfe voulue, on fait donc une moyenne entre la valeur qu’il

faudrait pour une Hfe faible et pour une Hfe élevée.

Dans notre exemple, pour la résistance R1, on pourrait choisir une valeur moyenne de :

(120 000 + 82 000) : 2 = 101 000 ohms

et puisque cette valeur n’est pas stan- dard, on utilisera une valeur de 100 000 ohms (100 kilohms).

Pour la résistance R2, on pourra choi- sir une valeur moyenne égale à :

(8 200 + 5 600) : 2 = 6 900 ohms

et puisque cette valeur n’est pas stan- dard, on utilisera une valeur de 6 800 ohms (6,8 kilohms).

Valeur moyenne 100 0000 ohms 6 800 ohms

Grâce à cet exemple, vous aurez déjà compris la raison pour laquelle, sur beaucoup de schémas identiques uti- lisant le même transistor, on peut trouver des valeurs de résistances considérablement différentes.

L’habileté d’un de concepteur montages ne réside pas dans le fait de prendre un seul transistor et de le pola- riser de la meilleure façon, mais dans le calcul des valeurs des résistances de façon à ce que, sans appor ter aucune modification au circuit, on puisse insérer un transistor avec une Hfe quelconque.

Calcul pour amplifier des signaux d’amplitude très élevée (figure 445)

R1

100 000 ohms

C1

B

R2

18 000 ohms

R3

C

E

R4

12 V

8 200 ohms

C2

GAIN 4,8 fois

R5

47 000 ohms

1 800 ohms

Figure 445 : Si vous devez amplifier des signaux d’amplitudes très élevées, pour éviter de “couper” les extrémités des deux demi-ondes comme sur la figure 433, vous devrez recalculer toutes les valeurs des résistances R1, R2, R3 et R4, de façon à réduire le gain. Avec la valeur reportée sur ce schéma et avec une tension Vcc de 12 volts, on obtient un gain d’environ 4,8 fois.

Dans les exemples pré- cédents, nous avons considéré des gains de 10 ou 15 fois pour pré- amplifier des signaux très faibles, mais, en admettant que le signal à appliquer sur la Base ait une amplitude de 2 volts crête à crête, on devra amplifier beaucoup moins pour éviter de “couper” les deux demi- ondes. Si on utilise une tension d’alimentation de 12 volts, on peut calcu- ler le gain maximal pou- vant être atteint en utili- sant la formule :

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Gain maximum = (Vcc x 0,8) : signal (en volt)

Calculer la valeur de VR4

on ne pourra donc pas amplifier plus de:

(12 x 0,8) : 2 = 4,8 gain maximum

En partant des données suivantes :

tension d’alimentation valeur moyenne de la Hfe = = gain à obtenir

= 12 volts 110 4,8

on devra refaire tous nos calculs pour connaître les valeurs à utiliser pour R1, R2, R3 et R4.

Calculer la valeur de R3

En admettant que l’on choisisse une valeur de 8 200 ohms pour R3, on continue alors avec les calculs suivants.

Calculer la valeur de R4

En connaissant la valeur ohmique de R3, on peut effectuer la seconde opé- ration pour trouver la valeur ohmique de la résistance R4, en utilisant la formule:

R4 = R3 : gain

On peut maintenant calculer la valeur de la tension que l’on retrouvera aux extré- mités de la résistance R4 reliée entre l’Emetteur et la masse, c’est-à-dire la valeur VR4, en utilisant la formule :

VR4 = (Ic x R4) : 1 000

En effectuant notre opération, on obtient:

(0,6 x 1 800) : 1 000 = 1,08 volt

Calculer la valeur de R2

Pour calculer la valeur de la résistance R2, on utilise toujours la même formule:

R2 = (moyenne Hfe x R4) : 10

En insérant dans la formule les don- nées que l’on connaît déjà, on obtient :

(110 x 1 800) : 10 = 19 800 ohms pour la R2

Etant donné que cette valeur n’est pas standard, on doit rechercher la valeur la plus proche, qui pourrait être 18 000 ohms (18 kilohms).

Etant donné qu’il nous faut un gain de 4,8 fois, la résistance R4 devra avoir une valeur de :

Calculer la valeur de R1

8 200 : 4,8 = 1 708 ohms

Cette valeur n’étant pas standard, on utilise la valeur la plus proche, c’est-à- dire 1 800 ohms (1,8 kilohm).

Calculer Ic (courant du Collecteur)

La troisième opération consiste à calculer la valeur du courant qui par- court le Collecteur, en utilisant la for- mule :

Ic en mA = [(Vcc : 2) : (R3 + R4)] x 1 000

On peut ensuite effectuer notre opé- ration pour trouver la valeur Ic :

[(12 : 2) : (8 200 + 1 800)] x 1 000 = 0,6 mA

Donc, le Collecteur de ce transistor sera parcouru par un courant de 0,6 mil- liampère.

En admettant que l’on choisisse une valeur de 18 000 ohms pour R2, on peut trouver la valeur de R1, en utili- sant la formule que l’on connaît déjà, c’est-à-dire :

R1 = [(Vcc x R2) : (Vbe + VR4)] – R2

On connaît déjà les données à insérer dans cette formule :

Vcc R2 Vbe VR4

= = = =

12 volts 18 000 ohms 0,65 volt 1,08 volt

on obtient donc :

[(12 x 18 000) : (0,65 + 1,08)] – 18 000

Pour commencer, on effectue la multi- plication :

12 x 18 000 = 216 000

puis, on additionne la Vbe et la VR4 :

0,65 + 1,08 = 1,73

On continue en divisant :

216 000 : 1,73 = 124 855

On soustrait ensuite la valeur de R2 à ce nombre :

124 855 - 18 000 = 106 855 ohms

Comme cette valeur n’est pas stan- dard, on peut utiliser pour R1 la valeur commerciale la plus proche, qui est évidemment 100 000 ohms (100 kilohms).

Calculer le gain

Etant donné que l’on a une R3 de 8 200 ohms sur le Collecteur, et une R4 de 1 800 ohms sur l’Emetteur, cet étage amplifiera un signal de :

8 200 : 1 800 = 4,55 fois

c’est-à-dire une valeur très proche de 4,8 fois.

Ce gain de 4,55 est toutefois théorique car il ne tient pas compte de la tolé- rance des résistances.

Donc, sachant que cette valeur peut varier de ±5 %, on ne peut pas exclure le fait que cet étage amplifie un signal de 4,32 fois ou bien de 4,78 fois.

Le condensateur sur l’Emetteur

Dans beaucoup de schémas d’étages préamplificateurs, on trouve normale- ment un condensateur électrolytique relié en parallèle à la résistance R4 de l’Emetteur (voir figure 447), et vous vous demandez, logiquement, à quoi il sert.

Ce condensateur appliqué en parallèle à la R4 sert à augmenter le gain d’en- viron 10 fois par rapport au gain cal- culé. Donc, si l’on a un transistor qui amplifie, en temps normal, 4,55 fois un signal, en reliant ce condensateur à l’Emetteur, il sera amplifié d’environ :

4,55 x 10 = 45,5 fois

On utilise ce condensateur seulement lorsqu’il faut amplifier considérablement un signal à l’aide d’un seul transistor.

En appliquant une résistance en série à ce condensateur électrolytique (voir figure 448), on peut réduire le gain maximum de 10 fois sur des valeurs inférieures, par exemple sur des valeurs telles que 7, 6, 5, 4 ou 2 fois.

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Plus la valeur ohmique de la résistance placée en série sur ce condensateur est éle- vée, plus on réduira le gain maximum.

En admettant que l’on ait besoin d’un gain d’exactement 35 fois, la solution la plus simple pour connaître la valeur ohmique à utiliser, c’est de relier en série un trimmer au condensateur électrolytique.

En envoyant un signal sur la Base, on tournera le curseur de ce trimmer jusqu’à ce que l’on obtienne l’exact gain voulu.

On mesurera ensuite la valeur ohmique du trimmer, puis on le remplacera par une résistance de valeur identique.

En ce qui concerne les étages préam- plificateurs dont le condensateur est inséré en parallèle à la résistance R4, toutes les résistances de polarisation, c’est-à-dire R1, R2, R3 et R4, sont cal- culées pour un gain maximum de 2 ou 3 fois afin d’éviter que le signal ampli- fié ne sorte distordu.

Le condensateur d’entrée et de sortie

Dans tous les étages amplificateurs, il y a toujours sur l’entrée Base et sur la sortie Collecteur, un condensateur élec- trolytique.

Ces deux condensateurs sont destinés à ne laisser passer que le signal alter- natif vers la Base ou pour le prélever sur le Collecteur de façon à l’appliquer à l’étage suivant sans modifier la valeur de la tension continue qui se trouve sur

L E C O U R S

Résistance du Collecteur R3 (ohms) = R5 : 5 Résistance de l'Emetteur R4 (ohms) = R3 : Gain

Courant du Collecteur IC (mA) =

Vcc : 2

R3 + R4

x 1 000

Tension aux bornes de R4 VR4 = ( Ic x R4 ) : 1.000 Résistance de la Base R2 (ohms) = ( hfe x R4 ) : 10

Résistance de la Base R1 (ohms) =

Vcc x R2 0,65 + VR4

– R2

Signal maximum en entrée = ( Vcc x 0,8 ) : Gain Gain maximum = ( Vcc x 0,8 ) : Signal en Volt

Figure 446 : Sur ce tableau, vous trouverez toutes les formules nécessaires pour calculer les valeurs des résistances R1, R2, R3 et R4. Pour le calcul du courant du Collecteur Ic, nous avons volontairement reporté Vcc : 2, au lieu de Vce : 2, car les petites différences que l’on obtiendra ne pourront jamais influencer le résultat final.

être appliqué sur la Base, de façon à prélever sur son Collecteur un signal dépourvu de distorsion, en utilisant la formule :

Base (en volt) = (Vcc x 0,8) : gain

Avec un gain de 4,8 fois et une tension d’alimen- tation de 12 volts (voir figure 445), on pourrait appliquer sur la Base des signaux dont l’am- plitude ne devra jamais dépasser une valeur de :

(12 x 0,8) : 4,8 = 2 volts crête à crête

cette patte car, comme vous le savez cer tainement, les condensateurs ne laissent pas passer la tension continue mais uniquement la tension alternative.

Sans ce condensateur, si on appliquait sur la Base un microphone d’une résis- tance de 600 ohms (voir figure 449), cette valeur, placée en parallèle sur la résistance R2, modifierait la valeur de la tension présente sur la Base.

Si l’on appliquait directement un casque ayant une résistance de 32 ohms entre le Collecteur et la masse (voir figure 450), toute la tension posi- tive présente sur le Collecteur serait cour t-circuitée vers la masse par la faible résistance de ce casque.

Si le signal à appliquer sur la Base avait une amplitude supérieure de 2 volts, on pourrait résoudre le problème en augmentant la valeur de la résistance R4, en la faisant passer des 1 800 ohms actuels à une valeur supérieure, c’est-à-dire 2 200 ohms.

De cette façon, le gain du transistor descendra sur la valeur de :

8 200 : 2 200 = 3,72 fois

donc, on pourrait appliquer sur la Base un signal qui pourra atteindre aussi une valeur de :

(12 x 0,8) : 3,72 = 2,58 volts crête à crête

Signal maximum sur la Base

Les 3 configurations classiques

Connaissant le gain et la valeur de la tension d’alimentation Vcc, on pourrait connaître le signal maximum pouvant

On pense généralement que le signal à amplifier doit nécessairement être appliqué sur la Base et prélevé sur le

Vcc

C2

10 µF

R1

C1

B

R2

R3

C

E

R4

R1

C1

B

R2

R3

C

E

R4

Vcc

C2

2 200 ohms

10 µF

Figure 447 : En reliant en parallèle un condensateur électrolytique de 1 à 22 microfarads à la résistance R4 de l’Emetteur, on pourra augmenter le gain de l’étage préamplificateur d’environ 10 fois par rapport à ce que nous avions calculé.

Figure 448 : Pour éviter qu’avec un excès de gain, le signal ne sorte écrêté sur le Collecteur (voir figure 433), il suffit de relier en série, au condensateur électrolytique, un trimmer ou une résistance calculée de façon à réduire le gain de l’étage.

ELECTRONIQUE et Loisirs magazine

181

Cours d’Electronique – Premier niveau

L E C O U R S

MICROPHONE

B

R1

R2

C

E

R3