Qu'est-ce qu'un amplificateur push-pull de classe AB et donnez la description de son circuit.
Amplificateur push-pull de classe AB :
Un amplificateur push-pull de classe AB est un type d'amplificateur de puissance qui combine l'efficacité des amplificateurs de classe B avec la plus faible distorsion des amplificateurs de classe A. Il y parvient en faisant fonctionner chaque transistor de sortie dans un état légèrement « passant », même en l'absence de signal d'entrée, réduisant ainsi la distorsion croisée.
Voici un aperçu de ses caractéristiques :
* Fonctionnement : Chaque transistor de sortie conduit pendant plus de la moitié du cycle du signal d'entrée mais moins que le cycle entier, d'où la désignation « AB ». Cela signifie qu’ils opèrent dans les régions de classe A et de classe B.
* Efficacité : Il est plus efficace que la classe A mais moins efficace que la classe B. Il atteint généralement un rendement compris entre 50 % et 70 %.
* Distorsion : Il présente une distorsion croisée nettement inférieure à celle des amplificateurs de classe B, fournissant un signal audio plus propre et plus précis.
* Puissance de sortie : Les amplificateurs de classe AB fournissent une puissance de sortie élevée par rapport aux amplificateurs de classe A, mais inférieure à celle des amplificateurs de classe B.
Description du circuit :
Un circuit amplificateur push-pull de classe AB typique utilise deux transistors de sortie complémentaires (un NPN et un PNP) et une paire de résistances de polarisation pour établir un petit courant de repos, garantissant que les deux transistors sont légèrement allumés même sans signal d'entrée. Ce courant de repos minimise la distorsion croisée.
Voici un schéma simplifié :
Explication :
* Signal d'entrée : Le signal d'entrée est envoyé à la base du transistor d'entrée (Q1), qui amplifie le signal et pilote les bases des transistors de sortie (Q2 et Q3).
* Transistors de sortie (Q2 et Q3) : Il s'agit de transistors complémentaires, NPN (Q2) et PNP (Q3), fonctionnant en configuration push-pull. Ils sont polarisés avec un petit courant de repos, garantissant que les deux sont légèrement « allumés ».
* Résistances de polarisation (R1 et R2) : Ces résistances règlent le courant de repos des transistors de sortie.
* Charger (Rload) : Le signal amplifié est transmis à la charge via les transistors de sortie.
Comment ça marche :
* Signal d'entrée positif : Lorsqu'un signal d'entrée positif est appliqué, Q1 conduit, entraînant Q2 (NPN) en conduction. Q2 amplifie le signal et rend la tension de sortie positive, tandis que Q3 (PNP) reste désactivé.
* Signal d'entrée négatif : Lorsqu'un signal d'entrée négatif est appliqué, Q1 est coupé et Q3 (PNP) conduit. Q3 amplifie le signal et rend la tension de sortie négative, tandis que Q2 (NPN) reste désactivé.
* Courant de repos : En raison des résistances de polarisation, Q2 et Q3 ont tous deux un petit courant de repos, garantissant qu'ils sont légèrement « allumés » même sans signal d'entrée. Cela minimise la distorsion croisée.
Avantages :
* Haute efficacité : Plus efficace que les amplificateurs de classe A.
* Faible distorsion : Distorsion croisée réduite par rapport aux amplificateurs de classe B.
* Puissance élevée : Peut fournir une puissance de sortie importante.
Inconvénients :
* Complexité plus élevée : Nécessite des circuits de polarisation plus complexes que les amplificateurs de classe A ou de classe B.
* Problèmes thermiques : Le petit courant de repos peut générer de la chaleur, nécessitant des dissipateurs thermiques pour les applications à haute puissance.
Applications :
Les amplificateurs push-pull de classe AB sont largement utilisés dans diverses applications audio, notamment :
* Amplificateurs audio Hi-Fi : Pour les systèmes audio domestiques, offrant un équilibre entre une puissance de sortie élevée et une faible distorsion.
* Amplificateurs de guitare : Pour l'amplification de guitare électrique, offrant un son clair et puissant.
* Systèmes de sonorisation : Pour diffuser de la parole et de la musique amplifiées dans divers lieux publics.
Conclusion :
Les amplificateurs push-pull de classe AB représentent une solution pratique pour équilibrer l'efficacité, la distorsion et la puissance de sortie dans l'amplification audio. Ils constituent un choix populaire pour les systèmes audio de haute qualité et sont largement utilisés dans diverses applications.