La tension fait la loi

[forr]

Bonjour Hervé,

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 du transistor d'entrée augmente. C'est une réaction positive similaire à celle d'un bootstrap.

C'est un résultat général de la contre réaction sur un système configuré en mode non inverseur, l'impédance différentielle d'entrée augmente.
L'effet inverse se produit pour la configuration inverseuse, dans ce cas la contre réaction diminue l'impédance de l'entrée.

Je vais regarder cela de près.

Bootstrap : il existe un exemple que tu connais bien : le mjr7 de Mike Renardson, où la résistance de charge du cascode est bootstrappée par le driver des mos de sortie, permettant d'obtenir un gain très élevé pour un ampli n'ayant qu'un étage d'amplification en tension.

Le bootstrap utilisant une résistance et un transistor en émetteur suiveur n'est pas très employé. On le trouve néanmoins en buffer entre VAS et étage de sortie (je ne crois pas avoir d'autres exemples) :
- chez Mike Renardson, avec son Mk7, où il améliore spectaculairement les performances de la version précédente à 6 transistors.
- chez VK audio, dans presque toutes ses réalisations
http://vkaudiotest.co.uk/Audio.htm
http://vkaudiotest.co.uk/VK-1%20Audio%20Oscillator.htm
http://vkaudiotest.co.uk/VK-2%20Distortion%20Meter.htm
- chez Douglas Self "Audio power amplifier design" 6ème édition, page 190-191. Il l'a employé pour certains appareils commerciaux mais pas pour les circuits qu'il présente. Self a aussi analysé la linéarité de ce circuit dans une étude de circuits préamplificateurs à deux transistors :
http://www.douglas-self.com/ampins/discr...2Q-VEM.htm
- chez P.L Taylor, en 1973, avec un schéma pour le moins original pour contrôler le courant de repos de l'étage de sortie :



Ce schéma a inspiré Broskie
https://www.tubecad.com/2004/blog0023.htm

L'article original est en pièce jointe au format PDF.
Il fut reproduit dans la RdS de l'époque, copie en deux pièces jointes au format JPG.

A+

[jacquese]

Bonjour forr, à tous
Où vois-tu un bootstrap dans le schéma de Taylor ?
Bonne soirée.
Jacques

[forr]

Où vois-tu un bootstrap dans le schéma de Taylor ?

Bonjour Jacques,
J'en vois deux.
La résistance de charge du collecteur du BFW87 (220 Ω) est bootstrappée par le BFY51 dont la charge d'émetteur (150 Ω) est elle-même bootstrappée par le BD121 de la branche supérieure.
Le BFY51 et le BD121 constituent un montage Darlington.

[jacquese]

forr,

Je vois que tu considères qu'une tension d'émetteur impose la tension de base d'un transistor et constitue alors un bootstrap. Mais dans ce cas, tout transistor forme un bootstrap de ce qui est en amont.
Je préféres les exemples que tu as donnés plus avant avec un condensateur couplant la sortie en AC à un point en amont du schéma.

Mais je sais aussi qu'il n'y a pas de définition précise dans la littérature de ce qu'est un bootstrap.

Bien à toi

[herve00fr]

supprimé

[forr]

Bonjour Jacques,

Dans la vie courante, le bootstrap consiste à tirer sur les languettes des bottes qu'on a aux pieds pour s'envoler. Cette méthode s'avère surtout efficace pour attraper des lumbagos, mais l'image est assez marrante et assez adaptée à l'électronique pour laquelle je tente cette définition (il peut y avoir mieux) :

une configuration bootstrap consiste à répliquer en amont une tension présente
en un point d'un circuit de sorte que certains composants actifs ne soient plus le siège
que de variations réduites du courant qu'ils délivrent ou de la tension à leurs bornes
par rapport aux variations qu'ils connaissent en l'absence de bootstrap.

Pour les courants, le bootstrap fournit une augmentation d'impédance à l'entrée d'un circuit ou de la charge d'un composant actif, on peut alors, pour cette dernière, assimiler l'effet obtenu à celui d'une source de courant constant.

Pour les tensions, on en trouve souvent pour des étages cascodes aussi bien en émetteur commun qu'émetteur suiveur, comme le montre ce schéma de Nelson Pass des années 80, valable pour les deux modes EC et CC et parfois utilisés dans des étages de sortie :



Pendant qu'on y est, ajoutons qu'un circuit entier peut-être soumis à un bootstrapage,
celui-ci est issu du livre de Douglas Self, déjà maintes fois cité :



Pour finir, un petit retour au type de bootstrap le plus connu avec ce schéma de Linsley-Hood
qui m'a fait sourire quand je l'ai découvert :

[jacquese]

Bonsoir à tous,

Merci pour vos réponse !

Hervé, the shame on me. Je ne t'ai même pas remercié pour les selfs que tu m'a envoyées il y a bien longtemps maintenant. J'ai complètement zappé car j'ai coupé avec l'audio quelques mois et c'est arrivé à ce moment là. Mille excuses. Compte sur moi pour réparer cela.

Bonne soirée.

[forr]

Bonsoir Hervé,

Bonjour Forr, Jacques,

J'en vois deux.
La résistance de charge du collecteur du BFW87 (220 Ω) est bootstrappée par le BFY51 dont la charge d'émetteur (150 Ω) est elle-même bootstrappée par le BD121 de la branche supérieure.
Le BFY51 et le BD121 constituent un montage Darlington.

Les 2 résistances sont aussi bootstrappées par le montage white follower constitué par le BFX29 et le BD121 du bas.

Je suis passé à côté !

L'impédance d'entrée du montage, base du BC148 est bootstrappée par le réseau de contre réaction 1,2kΩ et 47Ω.

Je suis passé à côté, bis ! J'invoque comme excuse que ce c'est ce qui passe avec (presque ?) tous les circuits contre-réactionnés...
Si on comprend bien pourquoi, on met le doigt sur un point essentiel du mécanisme de la contre-réaction.

Remarque que l'évolution du montage White (nom de son inventeur) qui date de 1940 prend parfois le nom de Taylor quand la liaison capacitive entre l'étage supérieur et l'étage inférieur laisse la place à des composants actifs, ce qui améliore considérablement la réjection d'alimentation.
Deux articles de Broskie à ce propos
https://www.tubecad.com/2004/blog0023.htm (déjà cité)
https://tubecad.com/2016/05/blog0346.htm

Un autre circuit de la même veine c'est le "collecteur commun amélioré"
mis à la connaissance du grand public par Gérard Perrot,

A remarquer la similitude de fonctionnement du white follower et le montage CFP (complementary feedback pair) ou Sziklai : la tension collecteur du 1er transistor est amplifiée et ramenée sur son émetteur.

Il y a cette similitude mais aussi cette différence que les White followers sont des push-pull avec des transistors de même polarité
le signal prélevé sur le collecteur du transistor d'entrée qui est inversé est amplifié et à nouveau inversé par le transistor de la branche opposée. Le transistor d'entrée joue double jeu, son émetteur contrôle la tension de sortie et en même temps débite du courant dans la charge.
La paire Sziklai est plus linéaire et un suiveur de White capable de débiter le double de courant. Et si on combinait les deux ? C'est tout à fait possible, Douglas Self l'a fait, obtenant pour un circuit alimenté par deux rails de 24 V et consommant 6 mA, une distorsion harmonique de 0.0006% à 10 kHz pour 10 V RMS dans 4.7 kΩ

Je connais beaucoup de gens pour qui la paire Sziklai n'est connue que sous le nom de white follower.

Il faut leur demander comment appeler le White à Sziklai.

En attaché, les schémas des circuits dont il est question avec leur distorsion harmonique en % et leur réjection d'alimentation en dB.
Concernant la distorsion, je suis toujours assez sceptique quant à ce que donnent les simulations, elles sont là juste pour s'en faire une idée et à des fins de comparaisons.

A+

[herve00fr]

supprimé

[jacquese]

Un autre circuit de la même veine c'est le "collecteur commun amélioré"
mis à la connaissance du grand public par Gérard Perrot,

Bonjour forr, à tous,
Je n'ai jamais compris quel était le rôle du miroir de courant en bas du circuit présenté par Perrot. Ca double la variation du courant dans le transistor du haut. J'utilise souvent le circuit ci-dessous dans mes montages. C'est un mixte entre le circuit de Taylor et celui présenté par Perrot.

Mon collecteur commun amélioré :


Pas de miroir de courant en bas (comme le circuit de Taylor). La zener est remplaceée par le transistor Q4 qui offre en plus la possibilité de fixer une tension quasi fixe du Vce du transistor de sortie (3xVbe) sans introduire une réaction positive en lien avec la sortie. On a ainsi un collecteur commun à courant et tension Vce constante, pour une distorsion thermique et harmonique très très faible.