Condensateur de dérivation émetteur : boost gain amplificateurs émetteur commun

Qu'est-ce qu'un condensateur de dérivation émetteur ?

Un condensateur de dérivation émetteur (C_E) est un condensateur connecté en parallèle avec la résistance d'émetteur (R_E) dans un amplificateur émetteur commun (EC). Son but : fournir un court-circuit CA à travers R_E tout en préservant stabilité polarisation CC.

Pourquoi c'est nécessaire : Le compromis gain vs stabilité

Sans condensateur dérivation

• CC : R_E fournit rétroaction négative → point Q stable, stabilité thermique
• CA : R_E apparaît dans branche émetteur → rétroaction locale réduit gain tension à ≈ -R_C/R_E

Avec condensateur dérivation

• CC : C_E circuit ouvert → R_E stabilise encore polarisation
• CA : C_E court-circuite R_E (X_C ≪ R_E) → gain ≈ -g_mR_C = -βR_C/r_π (beaucoup plus élevé)

Équations conception

Fréquence coupure (passe-haut)

fc = 1 / (2π × CE × RE,eff)

Où R_E,eff = R_E || r_e (r_e = 25mV/I_C ≈ 25Ω à 1mA)

Règle sélection condensateur

XC(fmin) ≤ RE / 10 → CE ≥ 10 / (2π × fmin × RE)

Exemple travaillé

Ampli EC : I_C = 1 mA, R_E = 1 kΩ, f_min = 20 Hz (audio)

• r_e = 25Ω
• R_E,eff = 1000 || 25 ≈ 24,4Ω
• C_E ≥ 10 / (2π × 20 × 1000) ≈ 80 µF → utilisez 100 µF électrolytique
• f_c = 1 / (2π × 100µF × 24,4Ω) ≈ 65 Hz (acceptable audio)

Comparaison gain

Configuration	Gain tension (Av)	Impédance entrée	Distorsion
Sans dérivation	≈ -RC/RE (ex: -4,7)	Haute (β·RE)	Faible (rétroaction linéarise)
Totalement dérivé	≈ -gmRC (ex: -188)	Plus basse (β·re)	Plus haute (pas rétroaction)
Partiellement dérivé	Réglable via RE scindé	Réglable	Réglable

Considérations pratiques

• Polarité : Électrolytique + vers émetteur (potentiel CC plus haut)
• Tension nominale : ≥ 2× tension CC max aux bornes R_E
• ESR : Faible ESR préféré ; ajoute résistance série, réduit efficacité dérivation
• Taille physique : Gros C_E (100–1000 µF) peut dominer surface circuit
• Coupure basse fréquence : C_E crée passe-haut ; assurez f_c < fréquence signal la plus basse

Dérivation partielle (Résistance émetteur scindée)

R_E = R_E1 + R_E2 ; C_E aux bornes R_E2 seulement.

• Rétroaction CC : R_E1 + R_E2
• Rétroaction CA : R_E1 seulement
• Gain = -R_C / (R_E1 + r_e)
• Meilleur des deux mondes : gain contrôlé + stabilité CC

Résumé

Le condensateur de dérivation émetteur est un filtre passe-haut qui supprime sélectivement la rétroaction négative CA tout en préservant la stabilité polarisation CC. Il booste le gain bande moyenne 10–40× dans amplis EC typiques. Dimensionnement correct assure coin -3dB sous bande signaux. Pour designs précision, considérez dérivation partielle ou sources courant actives à la place.