Collecteur commun

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Un amplificateur à collecteur commun.

En électronique, un collecteur commun ou émetteur suiveur est un type d’amplificateur électronique utilisant un transistor bipolaire. L’expression de collecteur commun vient du fait que l’électrode « collecteur » du transistor est reliée à l’alimentation. Dans ce montage, la base du transistor sert d’entrée ; le collecteur est relié à un « rail » d’alimentation ou à la masse ; l’émetteur est relié à la charge à piloter. L'expression d’émetteur suiveur vient du fait que la sortie reliée à l’émetteur suit quasiment le signal d’entrée appliqué à la base.

Le montage à collecteur commun possède un gain en tension proche de l'unité. Cela signifie que les signaux alternatifs présents à son entrée se retrouveront de façon presque identique en sortie — si la charge reliée à la sortie n'est pas trop importante. Le gain en courant de ce montage dépend fortement du h_FE du transistor. Un petit changement du courant d’entrée entraîne un changement plus important du courant fourni à la charge reliée à la sortie. Ainsi un montage possédant un faible courant maximum de sortie peut être utilisé pour piloter une charge de faible impédance par l'intermédiaire d'un amplificateur à collecteur commun. Ce montage est généralement utilisé comme étage de sortie dans les amplificateurs de classes B et AB. La polarisation du transistor est alors modifiée pour qu'il fonctionne en classe B ou AB. Dans le cas d'un fonctionnement en classe A, la résistance de sortie est parfois remplacée par une source de courant active afin d'améliorer la linéarité et/ou augmenter le rendement. Voir [1].

[modifier] Caractéristiques en petits signaux

Remarque: Les segments parallèles indiquent que les composants de part et d'autre sont disposés en parallèle.

[modifier] Gain en tension

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

[modifier] Résistance d'entrée

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

[modifier] Gain en courant

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

[modifier] Résistance de sortie

$r_\mathrm{out} = R_\mathrm{E} \left\| { r_\pi + R_1 \| R_2 \| R_\mathrm{source} \over {1 + \beta_0} } \right.$

Les variables non listées sur le schéma sont :

g_m : la transconductance en siemens, calculée grâce à , avec :
- $I_\mathrm{C} \,$ : le courant de polarisation du collecteur,
- $V_\mathrm{T} = {kT \over q} \,$ 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. À température ambiante elle est de 25 mV (cf. Google calculator).
$\beta_0 = { I_\mathrm{C} \over I_\mathrm{B} } \,$ est le gain en courant à basse fréquence (communément appelé h_FE). C'est un paramètre spécifique à chaque transistor. Il est indiqué dans sa fiche technique.
$r_\pi = { \beta_0 \over g_m } = { V_\mathrm{T} \over I_\mathrm{B} } \,$