Les trois circuits à deux transistors du post #159 montraient comment il est possible d'augmenter l'impédance de la charge vue par un collecteur en utilisant l'effet
bootstrap.
A vrai dire, ce n'était qu'un rappel de ce principe qualifié de réaction positive. On le retrouve dans moult autres applications. Notamment pour augmenter l'impédance de la charge ohmique vue par un émetteur.
Par exemple, dans un montage de Darlington, illustré ici par le circuit autour de
T1, qui présente une certaine ressemblance avec le circuit autour de
T3 du post #159, mais utilisant cette fois deux transistors de même polarité.
MONTAGE DARLINGTON, T1 et Td1
En alternatif, pour un signal d'entrée Vg de 10 mV :
Quand l'interrupteur
sw1 est ouvert :
l'émetteur de
T1 fournit à lui seul le courant de 5.758 µA qui traverse les résistances en série
Re1 et
RL1,
(l'émetteur de
Td1 n'étant pas connecté, le courant de base de ce transistor est négligeable)
La tension aux bornes de la charge du montage,
RL1, est de 5.772 mV
Quand
sw1 est fermé :
la tension du point commun entre l'émetteur de
T1 et la résistance
Re1 est soumise à la base du transistor
Td1 qui la réplique sur son émetteur (avec un décalage en tension continue d'environ 700 mV), l'effet bootstrap se produit,
le courant alternatif dans
Re1 passe à 107.6 nA, la résistance vue par l'émetteur de
T1 a augmenté de plus de 50 fois !
Le courant dans
RL1 est de 9.955 mV, presque entièrement fourni par l'émetteur de
Td1.
MONTAGE SZIKLAI, T2 et Td2
C'est un circuit à deux transistors de polarité opposée qui est idéal pour appréhender la contre-réaction.
Quand l'interrupteur
sw2 est ouvert :
l'émetteur du transistor NPN
T2 est directement raccordé à la charge
RL2 de 1 kOhm dans laquelle il débite 9.966 µA.
La fermeture de
sw2 :
elle rend le transistor PNP
Td2 conducteur pourvu que la tension entre sa base et son collecteur soit suffisante.
Son courant collecteur
Id2 fait augmenter la tension appliquée à la charge
RL2.
Du coup,
T2 voit sa tension base-émetteur diminuer tout comme son courant collecteur dont dépend la tension base-émetteur du second transistor
Td2. On pourrait penser que le courant dans ce dernier devrait diminuer et, par conséquence le potentiel de l'émetteur de
T2 augmenter, etc... La boucle est bouclée et ça sent l'oscillation... Eh bien non.
Dans les faits, en utilisant des signaux raisonnables de sorte que leur fréquence et leur amplitude ne posent pas de problèmes, on peut dire que pour toute tension appliquée à la base de
T1, un
équilibre s'établit instantanément dans le système bouclé. Il y a toujours une
différence de potentiel entre sa base et son émetteur.
Lors de fermeture de la boucle que constitue le circuit, le transistor d'entrée est le siège de deux phénomènes simultanés :
- l'impédance de la charge vue par son émetteur augmente. C'est une réaction positive similaire à celle d'un bootstrap.
- sa tension base-émetteur diminue. C'est une réaction négative.
NB1
A ce jour, je n'ai trouvé aucun document traitant de la présence d'une contre-réaction positive au cœur d'un circuit présenté comme étant à contre-réaction négative.
Dans une paire Sziklai, on a deux courants issus de deux transistors qui convergent dans la charge. Le deuxième apporte son concours au premier en fournissant la majorité du courant demandé mais en lui laissant néanmoins le "commandement".
Il existe un circuit amplificateur célèbre qui fonctionne à peu près de cette façon. Une partie du circuit, à transistors de puissance en classe C, se charge des courants importants en "épaulant" un petit étage classe A qui ne peut délivrer qu'un courant limité.
Ces deux circuits voient la même charge mais la section classe A polarise un des transistors en classe C quand elle est "à court" de courant.
Un réseau très astucieux de contre-réaction en pont donne à l'ensemble une impédance de sortie constante.
Il m'a toujours trotté dans la tête qu'il y avait un rapprochement à faire entre le circuit de cet amplificateur (le Quad 405 "current dumping" pour qui ne l'aurait pas deviné) et une paire Sziklai.
C'est la raison pour laquelle j'ai choisi la lettre
d (pour
dumping) comme indice pour nommer le second transistor de mes simulations Darlington et Szikai.
NB2
Certains formulations de ce post sont susceptibles de révision.