Collecteur commun

Un amplificateur à collecteur commun.

En électronique, un collecteur commun ou émetteur-suiveur est un type d’amplificateur électronique utilisant un transistor bipolaire. L’expression de collecteur commun vient du fait que l’électrode « collecteur » du transistor est reliée à l’alimentation. Dans ce montage, la base du transistor sert d’entrée ; le collecteur est relié à un « rail » d’alimentation ou à la masse ; l’émetteur est relié à la charge à piloter. L'expression d’émetteur suiveur vient du fait que la sortie reliée à l’émetteur suit quasiment le signal d’entrée appliqué à la base.

Le montage à collecteur commun possède un gain en tension proche de l'unité. Cela signifie que les signaux alternatifs présents à son entrée se retrouveront de façon presque identique en sortie — si la charge reliée à la sortie n'est pas trop importante. Le gain en courant de ce montage dépend fortement du h_FE du transistor. Un petit changement du courant d’entrée entraîne un changement plus important du courant fourni à la charge reliée à la sortie. Ainsi un montage possédant un faible courant maximum de sortie peut être utilisé pour piloter une charge de faible impédance par l'intermédiaire d'un amplificateur à collecteur commun. Ce montage est généralement utilisé comme étage de sortie dans les amplificateurs de classes B et AB. La polarisation du transistor est alors modifiée pour qu'il fonctionne en classe B ou AB. Dans le cas d'un fonctionnement en classe A, la résistance de sortie est parfois remplacée par une source de courant active afin d'améliorer la linéarité et/ou augmenter le rendement.

Caractéristiques en petits signaux

Remarque

Les segments parallèles indiquent que les composants de part et d'autre sont disposés en parallèle.

Gain en tension

$\frac{V_{\mathrm{o}\mathrm{u}\mathrm{t}}}{V_{\mathrm{i}\mathrm{n}}}=\frac{(1+{\beta }_0)(R_{\mathrm{E}}\Vert R_{\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{a}\mathrm{d}})}{r_{\pi }+(1+{\beta }_0)(R_{\mathrm{E}}\Vert R_{\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{a}\mathrm{d}})}$

Résistance d'entrée

$r_{\mathrm{i}\mathrm{n}}=R_1\Vert R_2\Vert (r_{\pi }+(1+{\beta }_0)(R_{\mathrm{E}}\Vert R_{\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{a}\mathrm{d}}))$

Gain en courant

$A_{\mathrm{v}\mathrm{m}}=Av*\frac{r_{\mathrm{i}\mathrm{n}}}{R_{\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{a}\mathrm{d}}}$

Résistance de sortie

$r_{\mathrm{o}\mathrm{u}\mathrm{t}}=R_{\mathrm{E}}\Vert \frac{(R_1\Vert R_2)+r_{\pi }}{(1+{\beta }_0)}$

$(R_{\mathrm{E}}=R_{\mathrm{3}})$

La résistance $R_g$ du générateur qui attaque l'étage en collecteur commun influe sur la résistance de sortie. Ce peut être la résistance de sortie de l'étage précédent. La résistance de sortie devient :

$r_{\mathrm{o}\mathrm{u}\mathrm{t}}=R_{\mathrm{E}}\Vert \frac{(R_g\Vert R_1\Vert R_2)+r_{\pi }}{(1+{\beta }_0)}$

La formule est valable avec des impédances.

Les variables non listées sur le schéma sont :

• g_m : la transconductance en siemens, calculée grâce à $g_m=\frac{I_{\mathrm{C}}}{V_{\mathrm{T}}}$, avec :
  • $I_{\mathrm{C}}$ : le courant de polarisation du collecteur,
  • $V_{\mathrm{T}}=\frac{kT}{q}$ est la tension thermique. Elle dépend de la constante de Boltzmann k, de la charge élémentaire q et de la température T du transistor en kelvins. À température ambiante elle est de 25 mV (cf. Google calculator).
• ${\beta }_0=\frac{I_{\mathrm{C}}}{I_{\mathrm{B}}}$ est le gain en courant à basse fréquence (communément appelé h_FE). C'est un paramètre spécifique à chaque transistor. Il est indiqué dans sa fiche technique.
• $r_{\pi }=\frac{{\beta }_0}{g_m}=\frac{V_{\mathrm{T}}}{I_{\mathrm{B}}}$

Voir aussi

Liens internes

• Amplificateur électronique
• Montages amplificateurs :
  • Pour transistor bipolaire :
    • Base commune ;
    • Émetteur commun.
  • Pour transistor à effet de champ :
    • Drain commun ;
    • Grille commune ;
    • Source commune.

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