12.10 : Analyse des petits signaux des amplificateurs BJT

L'analyse des petits signaux est une approche fondamentale utilisée en électronique pour comprendre comment un amplificateur à transistor à jonction bipolaire (BJT) traite les signaux. Dans la région active, le BJT est conçu pour une amplification linéaire. Le comportement du transistor dans ces conditions est régi par sa tension base-émetteur instantanée V_BE, une somme de la polarisation continue V_BE et un petit signal alternatif V_BE, résultant en le courant de collecteur i_C. Ici, le courant du collecteur a une composante continue et une composante alternative.

Ici, V_T est la tension thermique.

Lorsque le signal d'entrée de courant alternatif V_BE est nettement inférieur à V_T, une petite approximation du signal peut être utilisée pour obtenir l'expression de la composante de courant alternatif du courant du collecteur. La composante alternative du courant du collecteur est le rapport entre le produit de la composante continue du collecteur avec une tension d'entrée variable dans le temps et la tension thermique.

Le rapport entre la composante alternative du courant du collecteur et le signal d’entrée est appelé transconductance. Le gain de tension du BJT est fonction de la transconductance du BJT et de la résistance de charge.

Ici, le signe négatif signifie un déphasage de 180 degrés entre les signaux d'entrée et de sortie.

À la base du BJT, la résistance base-émetteur r_π des petits signaux est cruciale pour les considérations d'impédance d'entrée et est déterminée par:

Cette résistance a un impact sur la réponse du transistor aux signaux d'entrée et est inversement proportionnelle au courant continu de polarisation directe.

Grâce à l'analyse de petits signaux, les performances détaillées des amplificateurs BJT avec de petites variations d'entrée peuvent être caractérisées avec précision et utilisées dans la conception de circuits électroniques.