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"Circuit de polarisation et de compensation de température pour transistors"
La présente invention est relative à des circuits amplificateurs à transistors et plus pariculièrements à des circuits prévus pour une compensation de température automatique avec un réglage simultané de la polarisation et une souplesse d'utilisation avec des amplificateurs à transistors offrant dit férentes caractéristiques de tolérance de fabrication, conjoin- tement avec une influence extérieure minimum sur les autres
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étages associés aux amplificateurs.
Des circuits amplificateurs à transistors ont été antérieurement dotés de circuits d'entrée à polarisation varia- , ble en utilisant des potentiomètres et d'autres dispositifs à résistance variable , bien que le plus couramment on n'ait pas prévu de polarisation réglable , De nombreux dispositifs de ce genre , toutefois, ne prévoient pas une compensation de 'température pour-les variations des propriétés du transistor en fonction des changements de la teppérature ambiante.
Des suggestions ont par conséquent été effectuées pour incorpore: des diodes et d'autres dispositifs à coefficient de température négatif de la résistance, de sorte que lôrsqu' ils sont soumis aux mêmes variations de température ambiante que l'amplifica- teur à transistor , ils offriront eux-mêmes des modifications de résistance compensant les variations de résistance provo- quées par l'amplificateur à transistor . Bien qu'un certain degré de compensation de température soit ainsi atteint, ces diodes et dispositifs analogues à deux bornes, offrant un coefficient de température négatif de la résistance, ne sont pas par eux-mêmes ajustables pour une variation de leur signal de sortie fournissant la polarisation du transistor.
Cette pola- risation doit, toutefois, accepter la gamme relativement large de caractéristiques différentes des transistors introduites par
1' , les tolérances de fabrication de ceux-ci et lors de/utilisation de transistors ayant différent gains et différentes autres caractéristiques dans un même circuit. Les chercheurs ont par conséquent habituellement choisi le moindre des deux résultats désavantageux décrits précédemment lors de la conception de circuits de ce genre, à savoir une diode ou un thermistor dans un circuit invariable , sélectionné en laboratoire avec une valeur telle qu'elle représente une moyenne de la variation de production rencontrée en pratique.
Suivant la présente invention, il a été découvert
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que, grâce à un nouveau circuit et un réglage assez simple do paramètres relatifs, des dispositifs à coefficient de tempé- rature négatif de la résistance tels que les diodes au silicium ou autres diodes à état solide et dispositifs analogues, de .préférence accordés, bien que pas toujours/essentiellement. avec le type de matière à état solide de l'amplificateur à transistor , sont en fait rendus variables en ce sens qu'ils peuvent offrir non seulement des effets de compensation de tem- pérature dans le circuit d'entrée de l'amplificateur à transis- aussi /tor , mais permettentJune modification de la sortie de celui-ci pour satisfaire les exigences et variables de production dans différents amplificateurs à transistors et,
en même temps, grace à l'utilisation d'une connexion de circuit à courant constant , ils peuvent exercer une influence minimum sur n'im- porte quels circuits ou charges d'amplificateur précédentes ou extérieures associées à l'amplificateur à transistor .
Un autre but de l'invention est d'offrir un nouvel amplificateur à transistor perfectionné,
Il convient de remarquer que des transistors de to- lérances plus larges et des diodesou autres dispositifs à
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deux bornes offrant un coefficient de température négatif de la résistance avec des tolérances plus larges peuvent donc être
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utilisés dans des circuits amplificateurs suivant la présente invention, par rapport à ce qui était possible jusqu'à présent D'autres détails et par:ldr1:8 do ,'I:.'lxst.t.r,,. ressortiront de la description C.-Z:rl¯'. ., d.r4<: 4 t..*.r<: Î'l:/s' ple non limitatif et en se r6f'--rant t .:x dE s.r.Y de7.41 f>ar,s lesquels :
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La figure 1 est un zci;4-ri de: circuit, 4',;x 44? z=j,i, flcateur srg:e , illustrant, cerane8 es =ara<t4rx±;,1,,z <,= l'invermcn.
La figure 2 est un sczé ;.,a ar.à2 :gve 4'<s;* 'lr..4r.e préférée.
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La figure 3 est un schéma de circuit illustrant l'in- vention utilisée en liaison avec des moyens d'application de signal d'entrée par transformateur.
En se référant à la figure 1, on a représenté en 1 un amplificateur à transistor comprenant une électrode de base 3, une électrode de collecteur 5 et une électrode d'émetteur 7 qui, dans la forme de réalisation représentée , est connectée (à volonté) par une résistance R1 à une borne 2, L'alimenta- tion en courant destinée à offrir une polarisation pour l'étage d'amplificateur à transistor 1 est représentée par des bornes (-) et (+) , respectivement, connectées par une résistance R2 et par un conducteur 2' au circuit d'entrée 4 entre l'électrode de base 3 et l'électrode d'émetteur 7.
Le circuit d'entrée 4 est représenté comme comprenant un potentiomètre à résistance variable 6, diviseur d'énergie, dont le curseur S peut intro- duire plus ou moins de résistance à sa gauche ou à sa droite dans un but de variation de la polarisation tel que défini précédemment et décrit plus en détails ci-après. La borne de droite du potentiomètre 6 est représentée comme connectée à l' un électrode de base 3 et à un coté d'/dispositif à deux bornes
D, offrant un coefficient de température négatif de la résis- tance, tel que l'une des diodes à état solide précitées.
La diode D ou un autre dispositif à coefficient de température né- gatif de la résistance doit fonctionner dans le mode conducteur afin de correspondre à la nature du fonctionnement de la jonction entre la base 3 et l'émetteur 7 de l'amplificateur à transistor
1, L'autre borne de la diode D est représentée comme connectée à la borne 2.
La borne de gauche du potentiomètre 6, toutefois, est de préférence connectée (bien que ceci ne soit pas essen- tiel) par une résistance R3à la borne 2, de telle sorte que les éléments 6-D-R, constituent le circuit d'entrée pour l'am- plificateur 1,
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Suivant la présente invention, il a été découvert que si la valeur de la résistance R2 dans le parcours du courant fournit à part r de la borne (-) au circuit d'entrée 4 est ren- due très grande par comparaison avec la résistance efficace prése tée au courant par le circuit d'entrée 4 (c'est-à-dire la résis- tance du potentiomètre 6 et des éléments D et R3 ainsi que l'im- pédance d'entrée du transistor entre la base 3 et la borne 2),
un courant pratiquement constant circulera dans le circuit d'en' trée 4 entre les bornes (+) et (-) pour une raison qui sera plus évidente ci-après lors de la description des figures 2 et 3. Exprimée brièvement, toutefois, cette raison réside dans le désir d'exercer une influence minimum sur tout circuit exté- rieur par rapport à l'amplificateur 1.
Dans les conditions exposées précédemment, avec le collecteur 5 ramené par une certaine charge désirée L à la borne (-), les variations de température survenant dans le transistor 1 seront compensées par des variations dans la pola- risation appliquée entre la base 3 et l'émetteur 7 par des variations correspondantes produites par la température dans la diode D. En outre, une variation efficace de la sortie de la diode D par une modification de sa résistance efficace est offerte grâce au déplacement du curseur S du potentiomètre dans le circuit à courant constant entre les bornes (+) et (-), par l'intermédiaire du circuit d'entrée 4, -cette variation permet- tant d'accorder les caractéristiques de polarisation désirées à des transistor offrant de larges gammes de différences de propriétés et de tolérances de production.
Dans le circuit de la figure 2, des circuits d'entrée analogues sont représentés appliqués à une paire de transistors push-pull 1 et 1', deux diodes D et D' étant connectées toutes deux dans le mode conducteur pour les raisons décrites pré- cédemment. La raison pour l'existence des deux diodes réside
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dans le fait qu'il,existe deux jonctions qui doivent être com- pensées en fonction de la température, à savoir celle entre la base 3 et l'émetteur 7 de l'étage à transistor 1 et l'autre en- tre la base 3' et l'émetteur 7' de l'autre étage l' du push-pull.
Les mêmes valeurs relatives des constituants des circuits d'en- trée, toutefois, sont requises dans le système de la figure 2 pour produire les résultats indiqués précédemment. Les diodes
D et D' sont effectivement connectées dans le circuit d'entrée de l'amplificateur à transistors entre les électrodes de base et d'émetteur, d'une façon analogue aux connexions de l'amplifica- teur unique de la figure 1, Le signal d'entrée appliqué aux bases des amplificateurs push-pull 1 et l'est fourni par un étage d'entrée 10 dont le courant de collecteur , appliqué à partir de la borne 2 au collecteur 15 , est maintenu constant par l'alimentation d'entrée à courant constant précitée.
Une modification minimum de l'amplification ou de la surcharge de l'étage préamplificateur 10 auquel le signal d'entrée est appli- qué à la base 13, est ainsi obtenue grace à ce parcours à cou- rant constant, l'émetteur 17 étant représenté comme ramené à la borne (+) ou de masse dans le présent circuit. Ainsi, une influence minimum est exercée pale circuit de compensation de température et de polarisation variable suivant la présente invention, sur les circuits extérieurs.
La sortie de l'amplifi- cateur push-pull qui, si on le désire , peut travailler grâce à une commande appropriée d'un curseur S, n'importe où depuis /la classes A jusqu'à la classe B ou au-delà,es t représentée comme obtenue par l'intermédiaire du condensateur de couplage C et de-- puila borne (+) ou mise à la masee à l'émetteur 5', On peut substi évidemment %tuer d'autres combinaisons d'étages qui remplissent; des fonctions analogues à celle de l'amplificateur push-pull
1 et 1', si on le désire, y compris d'autres étages associés par paire ou par d'autres multiples avec les étages 1 et 1'.
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Bien que le circuit de la figure 2 soit représenté comme comprenant l'étage d'excitation ou de préamplification à transistor 10, il doit en outre être entendu que d'autres types de circuits d'entrée peuvent aussi être employés de fa- çon bénéfique avec l'invention, comme par exemple un transfor- mateur push-pull d'entrée T représenté à la figure 3.
L'enroule- ment primaire P du transformateur T reçoit le signal d'entrée et les enroulements secondaires S1 et S2 sont connectés res- pectivement , entre les électrodes de base 3 et 3' et les bor- nes supérieures respectives des diodes de compensation D ot D', Les secondaires S1 et S2, ainsi que les autres constituants des circuits, seront pratiquement symétriques, à moins qu'une asymétrie ne soit requise dans les connexions de polarisation sur les potentiomètres analogues 6 et 6' pour donner la sortit) équilibrée.
A la figure 3, par conséquent, on a représenté un,3 paire de circuits d'entrée analogues 4 et 4' , le circuit 4' possédant les mêmes éléments de circuit que; le circuit d'entrée.1 4, mais indiqués par une notation "prime" .
Dans le circuit de la figure 3, des transistors du même type tels que, par exemple, des transistors PHH et PHH
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peuvent être utilisés dans les doux t<1rJ"8 1 et Lit tand)8 rl'll"; dans le circuit de la figure 2 des transistorsà carciénti-
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ques opposées telles que MPM et P1tP 8,.:rr.ln"- requis pr>'Jr 1r;x étages respectifs 1 et 1'.
Pour ma:::rmr la syrtr ,j..; t,r.c- tionnement du circuit de la figura 3 4 tes les n,'lax de fonctionnelent et pour diviser par deux ln en5;n d'nilr.r:r- tation pendant les ccr.ditnns d'a:. .!::^s de .1nald'erl: e de signal totale l'effet rés'lt&n dû r:.tr.'. "'.lr.1i''''..qf.t- e*, obtenu simultanément en pr'/0"./i:J.r.t: la 4 1,J4ù "J <1'4.'±':: d.aJ/,,3P,J.f D sensible à la lai: 7l If..^. de t$r.t :.iF', q:# j'X1''!':' n,,r, r j.... ment une caTpe:aatïon de température -=11 fgs3F^..r.t ,,e ¯r/: f ¯ cation des C .^.t.:.r.iT.B de pvlarizaisn x/;;r accepter de% ampli- ficateurs 1 et 1' avec des paramètres à carrlstl7"es va-
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riables.
Dans les amplificateurs push-pull classiques nominale- ment de classe B de ce genre, par exemple, le courant dans les réseaux de polarisation peut aisément être plusieurs fois le courant de signal d'entrée nul dans lestransistors push-pull.
Suivant la présente invention, toute modification dans la varia- tion des potentiomètres 6 et 6' ne provoquera aucune modification importante dans la division de la tension vers des étages supé- rieur et inférieur quelconques. Ceci assure que la polarisation des étages amplificateurs de sortie puisse être réglée de telle sorte qu'une distorsion minimum dans l'amplification en résulte.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sor- tir du cadre du présent brevet.
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