BOOTSTRAP
Nous reviendrons plus tard sur le comportement d'un circuit transistor+charge résistive d'émetteur
quand on modifie cette dernière.
Mais auparavant, un petit rappel sur ce qu'est une configuration
bootstrap appliquée à une résistance.
Cette configuration très astucieuse a, entre autres, été employée dans les circuits amplificateurs
à transistors jusque dans les années 80 pour en augmenter le gain en boucle ouverte.
T1, T2 et T3 sont montés en pur émetteur commun.
Une source de tension
vbb polarise leur base pour 1 mA de courant de repos
et une tension collecteur moitié de celle de l'alimentation
vp
Quand l'interrupteur de bootstrap
sw est ouvert, leur collecteur est soumis
à une charge résistive de 20 kΩ constitué de deux résistances en série
R11+R12,
R21+R22,
R31+R32.
En alternatif,
Pour 1 mV de tension d'entrée
vg01, le courant collecteur
Ic d'environ 30 µA et le gain en tension près de 600 fois.
Quand l'interrupteur de bootstrap
sw est fermé, le courant collecteur est réduit,
plus de 32 fois pour
T1 et
T2, 3.7 fois pour
T3.
Quant à la tension collecteur
Vc, elle est multipliée d'environ 4 fois.
Comme si la charge résistive avait augmenté !
C'est l'effet bootstrap.
Le second transistor de chaque circuit
T12,
T22,
T33 est monté en émetteur suiveur,
il reproduit sur son émetteur les variations de tension de collecteur du premier
transistor
Vc1,
Vc2,
Vc2, avec quelques µV en moins.
La tension émetteur du second transistor est recopiée (via un condensateur de faible
impédance pour les circuits de
T1 et
T2) à l'extrémité de la résistance
R11,
R21,
R31
opposée à celle reliée au collecteur du premier transistor.
Ces résistances, ne voyant à leurs bornes que des tensions copiées l'une sur l'autre à
quelques µV près, ne laissent donc passer qu'une fraction du courant initial déterminé par Vc.
C'est cette réplique des variations de tension d'un endroit à un autre dans le but de
diminuer les variations de courant qui pourraient en résulter qu'on appelle l'effet bootstrap.
(Définition à revoir).
Dans le premier circuit, l'émetteur suiveur est un NPN comme le premier transistor.
Dans le deuxième circuit, c'est un PNP. Je ne crois pas avoir jamais vu une telle configuration,
c'est dans le livre de Douglas Self "Small signal audio design" 6 ème édition, page 104,
que je l'ai (re-)découverte hier. Je l'ai incluse ici parce qu'elle mène naturellement
au troisième circuit qui ne fait plus appel à des condensateurs.
L'émetteur suiveur reste un PNP,
T31, mais son émetteur est relié à l'extrémité
de la résistance
R31 opposée à celle reliée au collecteur du premier transistor.
Cette résistance
R31 de 678.6 Ω est plus faible que dans les deux premiers cas,
car, en continu, le courant qui la traverse et qui est en même temps le courant de repos
du premier transistor
T31 est déterminé par la tension base-émetteur du second,
T32.
R32 rétablit à 20 kΩ la valeur de la charge totale du collecteur de T31 sans bootstrap.
La polarité des tensions en divers points est portée sur les figures.
Les valeurs des circuits montrés n'ont pas été optimisées pour une réalisation.
NB : la seconde image en pièce jointe est plus définie