Emetteur commun

Émetteur commun

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Schéma de base d'un montage amplificateur à émetteur commun

Un montage émetteur commun est un type d'amplificateur électronique utilisant un transistor bipolaire en série avec la charge. Le terme « émetteur commun » vient du fait que l'électrode « émetteur » du transistor (indiquée par une flèche) est reliée à la masse. Le collecteur est relié à la charge de sortie, la base joue le rôle d'entrée.

Explications du circuit

Montage amplificateur à émetteur commun avec contre réaction et couplage alternatif

Ce circuit peut être qualifié d'émetteur commun car le condensateur de découplage C_E est choisi de façon à présenter une impédance assez faible, lors d'une étude en petits signaux, pour court-circuiter la résistance R_E. La résistance d'émetteur R_E permet de créer une sorte de contre-réaction appelée « dégénération de l'émetteur » qui assure de bonnes caractéristiques de stabilité et de linéarité du circuit, notamment en réponse aux variations de température. La présence de la capacité de découplage C_E permet d'augmenter significativement le gain du montage, mais en contrepartie le circuit a de plus faibles impédances d'entrée et de sortie.

Les résistances R₁ et R₂ forment un pont diviseur de tension. Elles sont choisies de manière à avoir une tension entre base et masse supérieure à 0,7 volts. Avec par exemple 2 volts, il apparaîtra 0,7 volts entre base et émetteur du transistor (si c'est un silicium) et le reste de la tension, c'est à dire 1,3 volts se trouvera sur la résistance R_E. La valeur de cette résistance permettra alors de choisir le courant d'émetteur désiré. Connaissant le courant d'émetteur, on en déduira le courant collecteur ( pratiquement le même) et donc la chute de tension dans la résistance collecteur. La tension VcE qui restera au transistor sera alors égale à la tension d'alimentation moins les chutes de tension dans les résistances émetteur et collecteur.

Le condensateur de sortie C_out permet de supprimer la tension continue présente en sortie collecteur.

Applications

Les circuits à émetteur commun sont utilisés pour amplifier des signaux de faible amplitude, comme les signaux radio captés par une antenne. Ils sont aussi utilisés dans les miroirs de courant, où une même entrée est utilisée pour piloter deux transistors identiques. Les courants traversant ces transistors sont identiques mêmes s'ils possèdent des charges différentes.

Caractéristiques en petits signaux

(Les lignes parallèles indiquent que les composants sont en parallèle)

Gain en tension :

• Avec C_E ou R_E = 0 :

${V_\mathrm{out} \over V_\mathrm{in}} = -g_m (R_\mathrm{C} \| R_\mathrm{load})\,$

• Sans C_E et R_E > 0 :

${V_\mathrm{out} \over V_\mathrm{in}} = {-\beta_0 (R_\mathrm{C} \| R_\mathrm{load}) \over r_\pi + (1 + \beta_0)R_\mathrm{E}}$

Dans la formule précédente, si $\scriptstyle{g_m R_E \gg 1}$ et $\scriptstyle{R_\mathrm{load} \gg R_\mathrm{C}}$, on peut faire l'approximation suivante :

${V_\mathrm{out} \over V_\mathrm{in}} = -{R_\mathrm{C} \over R_\mathrm{E}}$

Résistance d'entrée :

• Avec C_E ou R_E = 0 :

$r_\mathrm{in} = R_1 \| R_2 \| r_\pi\,$

• Sans C_E et R_E > 0 :

$r_\mathrm{in} = R_1 \| R_2 \| (r_\pi + (1 + \beta_0)R_\mathrm{E})\,$

Gain en courant :

$A_\mathrm{vm} = {r_\mathrm{in} \over R_\mathrm{load}}$

Résistance de sortie :

$r_\mathrm{out} = R_\mathrm{C}\,$

Les variables non listées sur le schéma sont :

• $g_m \,$ la transconductance en siemens, calculée grâce à $g_m = I_\mathrm{C} / V_\mathrm{T} \,$, où :
  • $I_\mathrm{C} \,$ est le courant de polarisation du collecteur.
  • $V_\mathrm{T} = kT / q \,$ est la tension thermique. Elle dépend de la constante de Boltzmann k, de la charge élémentaire q, et de la température T du transistor en kelvins. A température ambiante elle est de 25 mV (Google calculator).
• $\beta_0 = I_\mathrm{C} / I_\mathrm{B} \,$ est le gain en courant à basse fréquences (communément appelé $\scriptstyle{h_{FE} \,}$). C'est un paramètre spécifique à chaque transistor. Il est indiqué dans sa fiche technique.
• $r_\pi = \beta_0 / g_m = V_\mathrm{T} / I_\mathrm{B} \,$

Voir aussi

Liens internes

• Amplificateur électronique
• Montages amplificateurs :
  • Pour transistor bipolaire :
    • Base commune ;
    • Collecteur commun ;
  • Pour transistor à effet de champ :
    • Drain commun ;
    • Grille commune ;
    • Source commune.

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d’une traduction de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Common emitter ».

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