Généralités

En fonctionnement classe "B" le point de repos Q du transistor est fixe au point de blocage de deux droites de charge statique et dynamique. Ainsi le courant collecteur ne circule que durant que 180° d'un cycle alternatif.
Un transistor classe "B" supprime une alternance pour les deux. Pour éviter la déformation du signal de sortie on monte deux transistors en Push pull.

Montage Push pull

Alimentation par deux sources de tension

Si V>0 i_S=i_C1 et V_S=V-V_BE1 T₁ passant et T₂ bloqué.
Si V<0 T₁ bloqué et T₂ passant i_S=i₂ et V_S=V-V_BE2

Alimentation par une seule source

Dans ce cas il y'a un condensateur C en série avec la charge.
A l'alternance positive lorsque V>0 T₁ passant T₂ bloqué, le condensateur se charge.
A l'alternance négative V_i<0 ; T₁ bloqué ; T₂ passant le condensateur C se décharge.
R_L est donc parcouru par un courant alternatif.

Schéma équivalent en continu:

Les résistances de polarisation sont choisies pour fixer le point Q au point de blocage I_CQ=0, puisque les résistances de polarisation sont égales aux deux transistors. On aura V_CEQ=V_CC/2 V_CC=VC_CE+V_CE=2V_CE

Par ailleurs la résistance de charge statique est égale à 0 R_dc=0. Par conséquent la droite de charge statique est verticale.
En alternatif la résistance de charge dynamique R_ac=R_L. L'équation de la droite de charge est I_C=-V_CE/R_ac+b passant par Q (V_CC/2; 0)
0=-V_CC/2R_ac+b ↔ b=V_CC/2R_ac
Equation de la droite de charge dynamique est i_C=-V_CC/R_ac+V_CC/2R_ac

Quand un transistor conduit pendant une alternance son point de fonctionnement monte sur la droite de charge dynamique, alors que le point de fonctionnement de l'autre reste au blocage. Les rôles sont inversés pendant la seconde alternance.

 

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Distance de croisement

Considérons un montage Push pull dans lequel les jonctions base émetteur du transistor ne sont pas polarisées.

Fonctionnement idéal

En fonctionnement idéal V_BE=0
Si V_i>0 ; V_S=v_i
Si V_i<0 ; V_S=v_i

V_BE1=0,7V et V_BE2=-0,7V
Si V>0 V_S=v_i-V_BE1
Si V<0 V_S=v_i-V_BE2

Pendant l'alternance positive tant que la tension v_i n'a pas atteint 0,7V T₁ reste bloqué de même au cour de l'alternance négative tant que v_i>0,7 ; T₂ reste bloqué.
Ainsi la sortie d'un amplificateur Push pull classe "B" en fonctionnement réel présente un signal déformé.
Cette déformation est appelée distorsion de croisement ou de passage par zéro.
Pour éliminer ce disfonctionnement, il convient de placer le point QZ légèrement au-dessus du pont de blocage, on dit alors que le transistor fonctionne en classe AB.

 

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Polarisation d'un amplificateur classe B

Polarisation par résistance

Les résistance R₁ et R₂ sont choisies de manière à placer le point Q légèrement au-dessus du point de blocage. Pour le faire, il faut que la tension V_BE des deux transistors soit comprise entre 0,6V et 0,7V
Il est assez difficile de régler par résistance le point Q, car il y'a risque de dérive thermique. En effet lorsque la température augment, le courant I_C augmente. Le point Q monte sur la droite de charge statique qui est verticale et sa valeur ne pouvant être limitée du fait de l'absence des résistances collecteurs. Une pulsation excessive entraînera la destruction du transistor.

Polarisation par diode

Pour éviter la dérive thermique, on peut polariser l'amplificateur grâce à la technique du miroir de courant, en remplaçant les deux résistances R₂ par deux diodes, afin de fournir la tension de polarisation V_BE

Principe du miroir de courant

Le courant de base étant généralement faible, le courant dans la diode I_D sont presque égaux.
I_B=0 ; I_R=I_D= (V_CC-V_D0)/R avec VD0=0,6V
Si la caractéristique de la diode est identique à celle de la jonction BE, le courant de la diode est égale au courant de l'émetteur I_C=I_D=I_E= (V_CC-V_D0)/R
On peut ainsi régler le courant collecteur en réglant le courant dans la résistance R. Ce circuit est un miroir de courant.
Dans la pratique on remplace la diode D par un transistor identique à T dans laquelle la jonction BC est court-circuitée.

La polarisation par diode d'un amplificateur Push pull classe B repose donc sur deux miroirs de courant, l'un PNP et l'autre NPN I_C=I_R=(V_CC-2V_D0)/2R

 

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Amplificateur d'attaque d'un amplificateur classe B

Au lieu d'utiliser les condensateur pour transmettre le signal alternatif à l'amplificateur d'attaque ou de pilotage à émetteur commun à couplage.

Analyse en continu

T₃ est une source de courant qui fournit le courant de polarisation à travers une diode.
R₂ permet de régler le courant continu d'émetteur qui parcourt en raison du miroir de courant la charge. Le courant de repos est le même dans le collecteur de T₁ et T₂.

Analyse en alternatif

En alternatif les diodes sont remplacées par une résistance r'_e

En présence du signal T₃ se comporte comme un amplificateur stabilisé, on a:

Le signal alternatif amplifié et inversé du collecteur de T₃ attaque les bases des transistors T₁ et T₂.
T₂ conduit seul pendant l'alternance positive du signal d'entrée v_i.
T₁ conduit seul pendant l'alternance négative de v_i.
R_L sera parcouru par un courant alternatif.

 

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Exercice d'application

Déterminez la droite de charge statique et dynamique.

Recherche de la droite de charge statique:

r_p=0
V_CC=V_CE+r_pi_C ; V_CC=V_CE
R_ac=r_p+r_C/m²+R_L/m² or r_S=0 R_ac=R_L/m²
V_CE=-R_aci_C ; i_C=-V_CE/R_ac+b
Le point de repos a pour coordonnées P₀(V_CC;0) cherchons la valeur de b
0 = V_CC/R_ac+b ↔ b=V_CC/R_ac
Droite de charge dynamique:
i_C=-V_CE/R_ac+V_CC/R_ac

Calcul du gain A_i