Amplificateurs tampon : Haute Z entrée, Basse Z sortie — le cheval de bataille de l'intégrité du signal
Un amplificateur tampon (suiveur de tension) présente une impédance quasi infinie à la source et une impédance quasi nulle à la charge. Il copie la tension d'entrée sans gain, délivrant le courant que la source ne peut pas. Cet article couvre topologies, specs et six applications canoniques.
Caractéristiques tampon idéal
| Paramètre | Idéal | Réaliste (Ampli-op entrée JFET) |
|---|---|---|
| Gain tension | 1,0000 | 0,999 – 1,001 |
| Impédance entrée | ∞ | 10¹² Ω ∥ 3 pF |
| Impédance sortie | 0 | 0,1–10 Ω (boucle fermée) |
| Bande passante | ∞ | GBP de l'ampli-op (ex. 10 MHz) |
| Vitesse de pente (Slew Rate) | ∞ | 10–1000 V/µs |
| Courant sortie | ∞ | ±20–50 mA (ampli-op typique) |
Topologies courantes
- Suiveur de tension ampli-op : Non-inverseur, gain unitaire. Le plus polyvalent.
- Suiveur d'émetteur (BJT) : Zin ≈ βRE, Zout ≈ re + Rsource/β. Pas de perte marge alimentation.
- Suiveur de source (JFET/MOSFET) : Zin ultra-haute, Zout modérée (1/gm).
- Tampon diamant : Suiveurs d'émetteur complémentaires — courant élevé, faible distorsion, pas de chute VBE.
- Tampons intégrés : BUF634, LT1010, OPA633 — ±250 mA à ±1 A sortie.
Six applications principales
- Isolation capteur : Piézo, électrode pH, photodiode (haute Z) → tampon → ADC (basse Z). Prévient charge & effets capacitance câble.
- Distribution tension de référence : Une référence de précision (LTZ1000) tamponnée vers multiples ADC/DAC sans couplage croisé.
- Pilotage charges capacitives : Lignes LCD, longs câbles, grilles MOSFET. Tampon isole ampli-op d'instabilité décalage phase.
- Translation de niveau (gain = 1) : Tampon rail-à-rail traduit logique 3,3 V vers domaine 5 V (avec décalage).
- Driver câble actif : Driver ligne coax/twinax — terminaison arrière dans tampon, câble 50 Ω, charge 50 Ω → fronts propres à Gbps.
- Boost courant pour ampli-op : Ampli-op pilote entrée tampon ; tampon fournit ±500 mA à charge (ex. ampli casque, driver Peltier).
Checklist de sélection
- Courant sortie requis (pic & continu).
- Bande passante / vitesse de pente à amplitude signal.
- Courant de polarisation entrée & capacitance (pour pH, photodiode).
- Gamme tension alimentation (simple vs double).
- Boîtier thermique (SOIC vs DFN vs TO-220).
Un tampon est le bloc analogique le plus simple — mais choisir le bon sépare un prototype fonctionnel d'un design prêt pour la production.