A.- Le 14 juin 1993, L._ a été victime d'une chute sur le dos d'une hauteur de dix mètres environ. Il a présenté un traumatisme crânien simple, une fracture de l'omoplate droite, des contusions multiples, ainsi qu'une thrombose veineuse profonde du mollet droit. Le cas a été pris en charge par la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA). Par décision du 17 novembre 1995, confirmée par décision sur opposition du 19 mars 1996, la CNA a mis un terme au versement de ses prestations dès le 30 novembre 1995, motif pris que les troubles dont souffrait encore l'assuré n'étaient plus dans un rapport de causalité pour le moins probable avec l'accident du 14 juin 1993. Par jugement du 17 avril 1997, le Tribunal administratif du canton de Neuchâtel a rejeté le recours de l'assuré contre la décision sur opposition. Saisi d'un recours, le Tribunal fédéral des assurances l'a rejeté par arrêt du 31 décembre 1997. De son côté, par décision du 24 septembre 1996, l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Neuchâtel a alloué à l'intéressé une rente entière d'invalidité pour la période du 1er juin 1994 au 30 septembre 1995, date à partir de laquelle l'invalidité n'était plus suffisante pour ouvrir droit à une rente. Il a toutefois annulé cette décision le 8 octobre suivant et a suspendu la procédure jusqu'à droit connu sur le sort du recours formé contre la décision sur opposition de la CNA. Le 23 octobre 1998, l'office AI a rendu une nouvelle décision d'octroi d'une rente entière pour la période du 1er juin 1994 au 30 septembre 1995. Saisi d'un recours contre cette décision, le tribunal administratif a renvoyé la cause à l'office AI pour qu'il mette en oeuvre une expertise médicale aux fins de déterminer avec précision les affections dont l'assuré était alors atteint et leurs conséquences sur sa capacité de travail, ainsi que l'évolution de ces données dans le temps, depuis le dépôt de la demande de prestations (jugement du 18 mars 1999). B.- A la suite de ce jugement, l'office AI a confié une expertise au docteur A._, médecin à la Clinique X._. Dans un rapport d'expertise du 21 février 2000, fondé en particulier sur un consilium psychiatrique effectué le 18 février précédent par le docteur B._, médecin-chef du service psychosomatique de la clinique précitée, le docteur A._ a indiqué l'apparition d'un état dépressif majeur qui entraînait une incapacité de travail de 50 % à partir du 1er janvier 1998. En revanche, selon ce médecin, l'assuré ne souffrait plus de troubles physiques significatifs. De son côté, l'assuré a produit un rapport d'expertise du docteur C._, spécialiste en psychiatrie et psychothérapie, du 9 mai 2000. Selon ce praticien, l'intéressé était incapable d'exercer toute activité lucrative en raison de ses troubles psychiques. Par décision du 24 juillet 2000, l'office AI a accordé à L._ une rente entière fondée sur un taux d'invalidité de 100 % pour la période du 1er juin 1994 au 30 sep- tembre 1995 et une demi-rente fondée sur un degré d'invalidité de 50 % dès le 1er janvier 1998. Il s'est fondé pour cela sur les conclusions de l'expertise pluridisciplinaire des docteurs A._ et B._. C.- Saisi d'un recours contre cette décision, le tribunal administratif l'a annulée et a renvoyé la cause à l'office AI pour qu'il alloue à l'assuré une rente entière d'invalidité à partir du 1er juin 1994, pour une durée indéterminée. Il a considéré, en résumé, que des motifs sérieux conduisaient à s'écarter des conclusions des docteurs A._ et B._, pour retenir, sur la base de l'expertise du docteur C._, une invalidité de 80 % au moins depuis la date de l'accident. D.- L'office AI interjette recours de droit administratif contre ce jugement dont il demande l'annulation, en concluant à la confirmation de sa décision du 24 juillet 2000. L'intimé conclut au rejet du recours, sous suite de dépens. L'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à présenter une détermination.