Calcul du point de polarisation (bias) optimal d'un transistor
Pour fonctionner correctement, un transistor doit être polarisé correctement, c'est-à-dire que les valeurs de courant et tension entre ses jonctions doivent être établies et maintenues. Le point de fonctionnement optimal, appelé point Q (Quiescent), correspond aux valeurs de tension collecteur-émetteur (Vce) et de courant collecteur (Ic) sans signal d'entrée. C'est ce point qu'il faut calculer pour obtenir la polarisation adéquate.
Polarisation fixe (Fixed Bias)
- Montage : Connectez un transistor à une source d'alimentation externe avec une résistance de valeur connue au collecteur et une autre à la base. Utilisez de préférence une seule source de tension connue.
- Calcul du courant de base (Ib) :
Formule : Vcc = Ib×Rb + Vbe → Ib = (Vcc - Vbe) / Rb
- Vcc = Tension d'alimentation
- Rb = Valeur résistance de base
- Vbe = Tension base-émetteur (≈ 0,7V pour silicium)
- Calcul tension collecteur-émetteur (Vce) :
Vcc = Ic×Rc + Vce → Vce = Vcc - Ic×Rc
- Ic = Courant collecteur
- Rc = Résistance collecteur
- Ic = β × Ib (β = gain courant, donné par la datasheet)
Le point de fonctionnement est (Vce, Ic).
Polarisation diviseur de tension collecteur-base
- Connectez la résistance de base Rb au collecteur puis à Vcc.
- Calcul Rb (Loi de Kirchhoff) :
Vrb = Vcc - (Ic + Ib)Rc - Vbe
Puisque Ic = β×Ib : Vrb = Vcc - Ib(β+1)Rc - Vbe
Loi d'Ohm : Ib = Vrb/Rb → Ib = (Vcc - Vbe) / [Rb + (β+1)Rc]
Polarisation diviseur de tension (Voltage-Divider Bias)
- Connectez des résistances externes R1 et R2 aux bornes de Vcc et de l'émetteur. La base est connectée entre R1 et R2.
- Calcul tension de base (Vb) :
Vb = Tension aux bornes de R2 = Vcc × [R2/(R1+R2)] - Ib × [R1×R2/(R1+R2)]
Vb = Vbe + Ie×Re
Ib = [Vcc/(1+R1/R2) - Vbe] / [(β+1)Re + R1||R2]
R1||R2 = résistance équivalente en parallèle de R1 et R2