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les gains en tension, en courant et en puissance définis comme suit pour un amplificateur parfait (sans tension ni courant de décalage) Au ≡ Uout Uin , Ai ≡

SSSeeerrrgggeee MMMOOONNNNNNIIINNN AAAmmmpppllliiifffiiicccaaattteeeuuurrr dddeee pppuuuiiissssssaaannnccceee 1

AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE

Il constitue généralement le dernier étage d"une chaîne amplificatrice; il doit être capable de fournir à

une charge (haut-parleur, moteur...) une certaine puissance. Celle-ci est prélevée à l"alimentation, et le

rendement de l"étage doit être le plus élevé possible. On supposera nulle la tension de saturation des transistors; la grande amplitude des signaux n"autorise plus l"utilisation du schéma équivalent des transistors.

1. CLASSE D"UN AMPLIFICATEUR

1.1 Angle d"ouverture

On appelle angle d"ouverture l"intervalle angulaire pendant lequel un transistor conduit.

1.2 Classes

Classe A : angle d"ouverture égal à 2p

Classe B : angle d"ouverture égal à p

Classe C : angle d"ouverture inférieur à p

2. AMPLIFICATEUR EN CLASSE A

2.1 Schéma, point de repos

evsv uRbR C e VccA V ccvCE IC0C i V cc u R V cc2

Le point de repos A est choisi de façon à obtenir aux bornes de la charge Ru une tension d"amplitude

maximale.

2.2 Puissances et rendement

2.2.1 Puissance utile

La charge étant résistive :

PV Rus u= 2 L"amplitude maximale de la tension de sortie ayant pour valeur V cc /2, la puissance utile maximale a pour valeur : PV

RuMaxcc

u= 2 8.

2.2.2 Puissance absorbée

PTV i dt V i VV

Ra cc cT

cc c cc cc ucc u= = < > = =∫1 2 2

02. . . .. .

En classe A, la puissance absorbée est indépendante de la puissance fournie à la charge.

2.2.3 Rendement

h h= = = =P PV VP Pu as ccu aMax20 252., et Max Le rendement maximal d"un amplificateur en classe A est de 25%.

SSSeeerrrgggeee MMMOOONNNNNNIIINNN AAAmmmpppllliiifffiiicccaaattteeeuuurrr dddeee pppuuuiiissssssaaannnccceee 2

3. AMPLIFICATEUR EN CLASSE B

3.1 Principe de fonctionnement

ev svVcc

VccT21

iC 2 iC T1

VccvCE1

Vcc u R 1iC 2 iC-v CE2- B uRis 2iC1 iC is t t t

Les transistors T1 et T2 sont complémentaires, le point de repos choisi est le point B si bien qu"en

l"absence de tension ve, la charge n"est parcourue par aucun courant. Les transistors T1 et T2 conduisent alternativement :

· pour que T1 conduise il faut que ve > VBE1

· pour que

T2 conduise il faut que ve < VBE2

· si

VBE2 < ve < VBE1 aucun transistor ne conduit d"où l"allure des courants ci dessus.

On remarquera que le courant circulant dans la charge n"est pas purement sinusoïdal mais présente

une distorsion dite de croisement ou de recouvrement (cross-over). Cette distorsion peut être supprimée grâce à des montages appropriés (cf §3.3).

SSSeeerrrgggeee MMMOOONNNNNNIIINNN AAAmmmpppllliiifffiiicccaaattteeeuuurrr dddeee pppuuuiiissssssaaannnccceee 3

3.2 Puissances et rendement

3.2.1 Puissance absorbée

On supposera pour les calculs suivants que la distorsion de croisement est compensée. Soit Pa1 la puissance fournie par l"alimentation positive :

PTV i dtV

TI t dtV Ia cc cT

cc cT cc c 1 1 00

21= = =∫ ∫. .$.sin ..

Pa = Pa1 + Pa2 = 2.Pa1 = 2. .$

.V V R cc s u p

La puissance absorbée croît linéairement avec la tension aux bornes de la charge. La puissance

absorbée maximale vaut donc : PV R acc uMax=2 2. .p

3.2.2 Puissance utile

PV Rus u= 2 La puissance utile est une fonction parabolique de la tension aux bornes de la charge. L"amplitude maximale de la tension de sortie ayant pour valeur V cc, la puissance utile maximale a pour valeur : PV R uMaxcc u= 2 2.

3.2.3 Rendement

hp php= = = = = =P PV VV VP Pu as cc s ccu aMax. .,2 24 40785 et Max Le rendement croît linéairement avec la tension aux bornes de la charge.

3.2.4 Puissance dissipée dans les transistors

La puissance dissipée dans les transistors est une fonction parabolique de la tension aux bornes de la charge.

Cherchons la valeur de

Vs pour laquelle la puissance PT est maximale, pour cela dérivons cette puissance par rapport à la tension de sortie et cherchons pour quelle valeur de

Vs cette dérivée

s"annule. On obtient : .VV V R scc cc u= =2 22 2 pp et PTMax

Pour cette valeur de la tension de sortie :

P et P =P a u TMax= =4 22

22
2. .V RV Rcc u cc up p

Le rendement vaut alors 50%.

La puissance dissipée dans chaque transistor représente,quant à elle, la moitié de la puissance totale

dissipée :

PT1 = PT2 = PT/2 donc PT1Max=V

Rcc u 2 2 p. PP PVquotesdbs_dbs4.pdfusesText_8

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