Base commune
Plusieurs exemples d’applications sont décrits en détail ci-dessous. Un bref aperçu suit.
- L’impédance d’entrée de l’amplificateur Rin en regardant le nœud émetteur est très faible, donnée approximativement par
R in = r E = V T I E, {\displaystyle R_{\text{in}} = r_{E} = {\frac{V_{T}} {I_{E}}},}
où VT est la tension thermique et IE est le courant continu de l’émetteur. Par exemple, pour VT = 26 mV et IE = 10 mA, valeurs plutôt typiques, Rin = 2,6 Ω. Si IE est réduit pour augmenter Rin, il y a d’autres conséquences comme une transconductance plus faible, une résistance de sortie plus élevée et une β plus faible qui doivent également être prises en compte. Une solution pratique à ce problème de faible impédance d’entrée consiste à placer un étage d’émetteur commun à l’entrée pour former un amplificateur cascode.
- Étant donné que l’impédance d’entrée est si faible, la plupart des sources de signaux ont une impédance de source plus grande que l’amplificateur à base commune Rin. La conséquence est que la source délivre un courant à l’entrée plutôt qu’une tension, même s’il s’agit d’une source de tension. (Selon le théorème de Norton, ce courant est approximativement iin = vS / RS). Si le signal de sortie est également un courant, l’amplificateur est un tampon de courant et délivre le même courant qu’en entrée. Si la sortie est prise comme une tension, l’amplificateur est un amplificateur à transrésistance et délivre une tension dépendante de l’impédance de charge, par example vout = iin RL pour une charge de résistance RL de valeur beaucoup plus faible que la résistance de sortie de l’amplificateur Rout. Autrement dit, le gain de tension dans ce cas (expliqué plus en détail ci-dessous) est
v out = i in R L = v s R L R S ⇒ A v = v out v S = R L R S. {\displaystyle v_{\text{out}} = i_{\text{in}} R_{L} = v_{s}{\frac{R_{L}}{R_{S}}} \Rightarrow A_{v} = {\frac{v_{\text{out}}}{v_{S}}}={\frac{R_{L}}{R_{S}}}}.}
Notez que pour des impédances de source telles que RS rE rE l’impédance de sortie se rapproche de Rout=RC//.
- Pour le cas particulier des sources à très basse impédance, l’amplificateur à base commune fonctionne comme un amplificateur de tension, un des exemples décrits ci-dessous. Dans ce cas (expliqué plus en détail ci-dessous), lorsque RS ≪ rE et RL R Déroutent, le gain de tension devient
A v = v out v S = R L r E ≈g m R L, {\displaystyle A_{v} = {\frac{v_{\text{out}}} {v_{S}}} = {\frac {R_{L}} {r_{E}}} \approx g_{m}R_{L},}
où gm=IC/VT est la transconductance. Notez que pour une faible impédance de source, Rout = rO//RC.
- L’inclusion de rO dans le modèle hybride-pi prédit une transmission inverse de la sortie des amplificateurs à son entrée, c’est-à-dire que l’amplificateur est bilatéral. Une conséquence de ceci est que l’impédance d’entrée/sortie est affectée par l’impédance de terminaison charge/source, donc, par example, la résistance de sortie Rout peut varier sur la plage rO||RC ≤ Rout ≤ (β+1) rO||RC, en fonction de la résistance de source RS. L’amplificateur peut être approximé comme unilatéral lorsque la négligence de rO est précise (valable pour des gains faibles et des résistances de charge faibles à modérées), ce qui simplifie l’analyse. Cette approximation est souvent faite dans des conceptions discrètes, mais peut être moins précise dans les circuits RF et dans les conceptions de circuits intégrés, où des charges actives sont normalement utilisées.
Amplificateur de voltrimodifier
Dans le cas où le circuit à base commune est utilisé comme amplificateur de tension, le circuit est représenté sur la figure 2.
La résistance de sortie est grande, au moins RC//rO, la valeur qui apparaît avec une faible impédance de source (RS ≪ rE). Une grande résistance de sortie n’est pas souhaitable dans un amplificateur de tension, car elle entraîne une mauvaise division de la tension en sortie. Néanmoins, le gain de tension est appréciable même pour de petites charges : selon le tableau, avec RS= rE le gain est Av = gm RL/2. Pour des impédances de source plus importantes, le gain est déterminé par le rapport résistance RL/RS, et non par les propriétés du transistor, ce qui peut être un avantage lorsque l’insensibilité aux variations de température ou de transistor est importante.
Une alternative à l’utilisation du modèle hybride-pi pour ces calculs est une technique générale basée sur des réseaux à deux ports. Par exemple, dans une application comme celle-ci où la tension est la sortie, un deux ports équivalent à g pourrait être sélectionné pour plus de simplicité, car il utilise un amplificateur de tension dans le port de sortie.
Pour les valeurs RS au voisinage de rE, l’amplificateur est transitoire entre l’amplificateur de tension et le tampon de courant. Pour RS > > rE, la représentation du pilote en tant que source de Thévenin doit être remplacée par une représentation avec une source Norton. Le circuit de base commun cesse de se comporter comme un amplificateur de tension et se comporte comme un suiveur de courant, comme indiqué ci-après.
Suivantmodifier
La figure 3 montre l’amplificateur de base commun utilisé comme suiveur de courant. Le signal du circuit est fourni par une source Norton CA (courant IS, résistance Norton RS) à l’entrée, et le circuit a une charge de résistance RL à la sortie.
Comme mentionné précédemment, cet amplificateur est bilatéral en raison de la résistance de sortie rO, qui relie la sortie à l’entrée. Dans ce cas la résistance de sortie est importante même dans le pire des cas (elle est au moins rO//RC et peut devenir (β+1) rO//RC pour les grandes RS). Une grande résistance de sortie est un attribut souhaitable d’une source de courant car une division de courant favorable envoie la majeure partie du courant à la charge. Le gain actuel est très proche de l’unité tant que RS rE rE.
Une technique d’analyse alternative est basée sur des réseaux à deux ports. Par exemple, dans une application comme celle-ci où le courant est la sortie, un deux ports équivalent en h est sélectionné car il utilise un amplificateur de courant dans le port de sortie.
