Brevet FR2410906A1 — publié le 19790629

La presente invention se rapporte a un amplificateur de puissance perfectionne et plus particulièrement à un amplificateur de puissance a transistors pouvant constituer l'etage de sortie d'un appareil tel qu'un autoradio. Dans les montages classiques d'amplificateur de puissance, l'etage de sortie est souvent constitue par deux transistors montés en série pour realiser un etage de type "push-pull" dissymétrique lorsque la paire de transistors est de même type ou symétrique lorsque les deux transistors sont de type complémentaire. L'étage de sortie est alors précédé d'un étage de commande souvent constitué par deux-transistors. Dans ce type de montage, et pour une tension d'alimentation et une impédance de charge données, la puissance de sortie est limitée par la chute de tension du transistor de sortie à l'état saturé (environ 1,2 V), augmentée de la chute de tension du transistor de commande correspondant (environ 0,4 V).Cet inconvénient est dû principalement au fait que le gain en tension de l'étage de puissance de sortie est inférieur a l'unité. Aussi un objet de 1 invention est un amplificateur de puissance a transistors dont le gain de l'étage de sortie est légerement supérieur a l'unité. Un autre objet de l'invention est un amplificateur de puissance a transistors dans lequel la perte de puissance mentionnée ci-dessus est réduite. Un autre objet de Itinvention est un amplificateur de puissance a transistors dans lequel les risques d'emballement thermique des transistors de sortie sont supprimés. Un autre objet de l'invention est un amplificateur de puissance a transistors présentant un faible taux de distorsion. Selon une caractéristique de l'invention, l'amplificateur électronique de puissance de type push-pull a rendement amélioré comporte - un étage de sortie de puissance constitué par deux transistors de type complémentaire reliés par leur collecteur, dont les émetteurs sont chacun reliés directement a une borne d'alimentation (la borne négative constituant la masse) et dont chaque base est reliée a l'émetteur correspondant par l'intermédiaire d'une résistance - un étage de commande constitué par deux transistors de type complémentaire dont les collecteurs sont reliés aux bases des transistors correspondants de l'étage de sortie, dont les émetteurs sont reliés par l'intermédiaire de deux résistances d'émetteur en série et dont les bases reçoivent le signal d'entrée, l'une directement et l'autre à travers deux diodes connectées en série ; et - un circuit de réaction constitué par une résistance connectée entre le point commun des collecteurs des transistors de l'étage de sortie et le point commun auxdites résistances d'émetteur de l'étage de commande et par une résistance en série avec un condensateur connectés entre ledit point commun aux résistances d'émetteur et la masse. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites résistances connectées entre la base et l'émetteur des transistors de sortie vérifient la condition R > 2.10 3.Vcc.Rth.ss1max. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement a la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation préféré, ladite description étant faite a titre illustratif et en relation avec la figure unique jointe qui représente un amplificateur de puissance en accord avec les principes de l'invention. Le schema de la figure unique représente, par exemple, l'étage de puissance d'un appareil tel qu'un autoradio. Il comporte en sortie deux transistors de puissance TJ et T2 de type complementaire et montés en émetteur commun. Les transistors de sortie T1 et T2 sont commandés par les transistors T3 et T4 également de type complémentaire. Les résistances R4 constituent la charge d'émetteur des transistors T3 et T4. La tension d'entrée VE est appliquée sur les bases desdits transistors de commande T3 et T4. Le signal de sortie est prélevé au point A, commun aux collecteurs des transistors de sortie T1 et T2, et appliqué a la charge Rt par l'intermédiaire d'un condensateur C1.La base et l'émetteur de chacun des transistors de sortie T1 et T2 sont connectés par l'intermédiaire d'une résistance R3. Selon l'invention l'amplificateur comporte un circuit de réaction constitué par, d'une part, la résistance R1 connectée entre le point A et le point B et, d'autre part, la résistance R2 en série avec le condensateur C2 connectés entre la masse et le point B commun aux deux résistances R4. Les diodes D1 et D2 connectées dans le circuit de base du transistor T3 sont utilisées pour déterminer le point de fonctionnement de l'étage final et la polarisation des transistors de commande. La puissance de sortie d'un amplificateur classique à couplage du type "bootstrap" est en général limitée par la tension existant aux bornes du transistor de sortie saturé, augmentée de la tension existant aux bornes du transistor de commande correspondant également saturé. Dans le montage de l'invention, la limitation de la puissance de sortie n'est due qu'à la tension existant aux bornes du transistor de sortie dans l'état saturé. Le montage de l'invention apporte donc, par rapport a un amplificateur classique du même type, une augmentation de puissance de pres de 40X pour une tension d'alimentation Vcc de 14,4 V. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le taux de distorsion mesuré pour un tel montage est tres faible.Les problemes d'emballement thermique des transistors de sortie sont résolus de la façon suivante : d'une part les transistors de sortie T1 et T2 sont commandés en courant par les transistors de commande T3 et T4, et d'autre part la valeur des résistances R3 connectées entre base et émetteur des transistors de sortie est déterminée de maniere a éviter ce phénomene. On montre en effet que, pour l'éviter, la valeur des résistances R3 doit être supérieure a ltexpressiòn 2. 3 .Vcc.Rth. ùiax où Vcc est la tension d'alimentation entre les bornes de laquelle sont connectés les transistors de sortie, Rth est la résistance thermique desdits transistors de sortie munis de leur radiateur et 81 est le gain en courant desdits transistors de sortie. Dans un exemple de réalisation du montage de l'invention, les transistors de sortie utilisés sont des transistors BD 199 et BD 200, la tension d'alimentation est fixée a 14,4 V, la valeur des résistances R3 est de 15 Q et la valeur des résistances R1 et R2 est égale a 0,3.61min.RL (où RL est l'impédance de la charge). -Les inductances représentées en pointillé sur la figure unique permettent d'assurer une bonne stabilité en fréquence du montage. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre d'un exemple de réalisation particulier, il est clair qu'elle n'est pas limitée audit exemple et qu'elle est susceptible de modifications ou variantes sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1. Amplificateur électronique de puissance de type push-pull a rendement amélioré et devant être connecté à une charge par l'intermédiaire d'un condensateur, ledit amplificateur étant caractérisé en ce qu'il comporte - un étage de sortie de puissance constitué par deux transistors de type complémentaire reliés par leur collecteur, dont les émetteurs sont chacun reliés directement à une borne d'alimentation et dont chaque base est reliée à l'émetteur correspondant par l'intermédiaire d'une résistance ;; - un étage de commande constitué par deux transistors de type complémen taire dont les collecteurs sont reliés aux bases des transistors corres pondants de l'étage de sortie, dont les émetteurs sont reliés par l'intermédiaire de deux résistances d'émetteur en série et dont les bases reçoivent le signal d'entrée, l'une directement et l'autre a travers deux diodes connectées en série ; et - un circuit de réaction constitué par une résistance connectée entre le point commun des collecteurs des transistors de l'étage de sortie et le point commun susdites résistances d'émetteur des transistors de l'étage de commande, et par une résistance en série avec un condensateur connectés entre ledit point commun aux résistances d'émetteur et la masse. 2. Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites résistances connectées entre la base et l'émetteur des transistors de sortie vérifient la condition R2. 103.Vcc.Rth. Bimax. 3. Amplificateur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les résistances dudit circuit de réaction sont de valeurs égales a 0,3.6lmin.RL. 4. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce qu'unie inductance est connectée en parallèle sur chacune desdites résistances d'émetteur de l'étage de commande.