Brevet FR2337969A1 — publié le 19770805

La présente invention concerne un dispositif de circuit pour un amplificateur différentiel symétrique suivant la technique IC (circuits intégrés) pour de domaine des MHz comportant, en cascade, un premier et un deuxième amplificateurs du genre symétrique, communément appelé en anglais 'push-pull", à transistors. Un tel amplificateur différentiel est dcrit, par exemple, dans "1973 IEEE International Solid State Circuits Conference, Digest cf Technical Papiers n pages 146-147. Cet amplificateur différentiel connu présente une amplificatmn constante dans une gamme de fréquences très large (jusqu'à 1000 MHz) et ceci pour une figure de bruit relativement faible (8 db).En outre, cet amplificateur est construit de telle façon qu'il dispose, à I' en- triée et à la sortie, de moyens d'adaptation de puissance, cbstà-dire que l'impédance d'entrée et l'impédancs de sortie de cet amplificateur différentiel sont pratiquement réelles et égales à l'impédance caractéristique (50 'n) des conducteurs de signaux qui y sont raccordés. La présente invention a pour but de procurer un ampli- ficateur différentiel symétrique suivant la technique IC qui pr- sente cependant, comparativement à Il amplificateur diffdrentiel connu, une gamme de fréquences notablement limite (convenant, en particulier, à l'amplification de signaux de tdlévision dans la bande de 36 MHz avec une largeur de bande de 5,8 MHz); ltam- plificateur de la présente invention présentant au contraire une figure de bruit plus faible et une caractéristique de transmodulation nettement meilleure. Le but de l'invention est atteint du fait que l'amplificateur différentiel symétrique selon la présente invention est caractérisé en ce que chacun des transformateurs push-pull à transistors se compose de deux transistors mon-tés m base commune. Les caractéristiques de bruit avantageuses du circuit selon la présente invention sont déterminées principalement par la première paire de transistors et, en particulier, par la résistance de base r'bb de ces transistors. La figure de bruit de l'amplificateur peut dgailleurs entre maintenue faible en donnant une valeur réduite aux résistances de base de la première paire de transistors, ceci pouvant être obtenu en pratique en donnant à ces transistors une géométrie de transistors relativement grande (de dimension physique importante). Une des causes de la transmodulation dans l'ampli- ficateur est la capacité- collecteur-base non linéaire des transistors, en particulier des capacités de la deuxième paire de transistors, puisque les électrodes collecteur de cette paire reçoivent la pleine tension de sortie amplifiée. La caractéristique de transmodulation de l'amplificateur peut tailleurs être améliorée en diminuant les capacités collecteur-base de la deuxième paire de transistors. Ceci peut être obtenu en diminuant les dimensions physiques des. transistors de la deuxième paire par rapport aux dimensions physiques des transistors de la première paire.Les dimensions des deuxièmes transistors sont, de préférence, réduites au point que leur rapport de bruit reste suffisamment faible et que la fréquence limite de l'amplification du courant reste suffisamment élevée. Un exemple de forme d'exécution du dispositif de circuit suivant la présente invention est représenté au dessin annexé. L'amplificateur différentiel en technique IC comprend deux transistors d'entrée en push-pull Ti, T2, ayant chacun une résistance d'emetteur R4 respectivement R5 d'une valeur de 1501L reliée à une borne de masse 2. En outre, les électrodes émetteur des transistors TI et T2 sont reliées à une borne di entrée respective 1 et 3 entre lesquelles on peut raccorder une source de signal extérieure G ayant une impédance interne Ri. Les électrodes collecteur de T1 et T2 sont respectivement reliées aux électrodes émetteur de deux autres transistors T3 et T4 dont les électrodes collecteur sont reliées elles-mêmes à des bornes de sortie 4 et 6 du circuit intégré.Un circuit de sortie, relié entre les bornes 4 et 6, comprend un circuit résonnant composé d'une capacité C et d'une self-induction L1 et relié, via une bobine de couplage, L2, à une charge RL. Pour des motifs de symétrie, la self-induction L1 est pourvue d'une prise médiane qui est reliée au pole positif d'une source de tension d'alimentation 12 de 12 volts par exemple. Cette source de tension 12 est, en outre, reliée via la borne de circuit intégré 5, à un diviseur de tension de base se composant de trois résistances R1, R2 et R3 ayant respectivement des valeurs de 1800-, 1400 5; et 800il, Ce diviseur de tension sert à l'alimentation en tension continue des électrodes de base des transistors T1, T2, T3 et T4.A cet effet, le point de jonction des résistances R1 et R2 est relié aux électrodes de base de T3 et T4 tandis que le point de jonction des résistances R2 et R3 est relié aux électrodes de base de Tl et T2. Grâce à l'exécution parfaitement symétrique du circuit etal'excitation équilibrée, les électrodes base des transistors ne portent pas de tension de signal. Les transistors TI, T2, T3 et T4 sont donc tous montés à base commune bien qu'il nty ait pas de condensateurs de mise à la terre entre les électrodes base et la masse. Dans le cas du circuit qui vient d'être décrit, les transistors, qui peuvent être construits en technique IC "verticale", ont un courant de travail d'environ 9 ma et une pente d'environ 300 mS. De cette manière, le circuit a une impédance d'entrée d'environ 8A , ce qui est relativement bas comparativement à l'impédance interne Ri (2 x 50A) du générateur de signal G. Il nry a donc à l'entrée qutune faible excitation de tension, ce qui est une des causes de l'excellente caractérisfique de transmodulation du circuit. Si on applique à ltentrée de l'amplificateur décrit une onde porteuse utile non modulée de 38,9 NHz avec une amplitude efficace de 1 mV, et si on applique en outre, une onde porteuse perturbatrice de 41 MHz modulée à 100 par 1 KHz, il est nécessaire de pousser l'amplitude de ltonde porteuse perturbatrice jusqu'8 120 mvolts pour que sonde porteuse utile présente à la sortie un facteur de transmodulation de 1%. Comme cela a été décrit dans le préambule, la géométrie des transistors T3 et T4 est choisie, de préférence, plus petité que celle des transistors Tî et T2. Ceci est représente symboliquement sur le dessin annexé du fait que les transistors T1 et T2 sont dessinés avec des traits plus épais que les transistors T3 et T4. REVENDICATIONS- 1. Dispositif de circuit pour un amplificateur différentiel symétrique en technique IC pour le domaine des MHz, avec, en cascade, un premier et un deuxième amplificateurs push-pull à transistors, caractérisé en ce que chacun des amplificateurs du genre symétrique, plus communément appelé en anglais "push-pull" à transistors comporte deux transistors montés en base commune. 2. Dispositif de circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les dimensions physiques des transistors du deuxième amplificateur du genre symétrique, plus communément appelé en anglais "push-pull" sont plus petites que celles des transistors du premier amplificateur ''push-pullU