7 . Les caractéristiques des ALI

L’Amplificateur Linéaire Intégré (ALI)
I Introduction
Un amplificateur linéaire intégré (A.L.I) est constitué d'un ensemble de composants électroniques,
connectés les uns aux autres dans un même boîtier.
Il est aussi appelé « amplificateur opérationnel » car ses premières applications ont été la réalisation
d'opérations mathématiques.
Aujourd'hui, les applications des amplificateurs linéaires intégrés sont étendues à tous les
domaines de l’électronique.
Symboles :
_
_
∞
+
+
Symbole normalisé
II Description de l’ALI
L' A.L.I possède :
-deux bornes d'entrées repérées : l’entrée inverseuse (-), et l’entrée non-inverseuse (+),
-une borne de sortie repérée S,
-deux bornes d’alimentation : positive (VCC) et négative (VEE).
VCC
Entrée inverseuse
_
ε
VV
+
Le triangle est le symbole de l’amplification
∞
+
Valeur théorique de l’amplification (ici c’est infini)
S
VS
VEE
Sortie
Entrée non-inverseuse
ε=(V+)-(V-) : est la tension différentielle d’entrée.
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L’Amplificateur Linéaire Intégré (ALI)
III Modèle de l’ALI
Un ALI peut se modéliser de la manière suivante :
+
+
∞
ε
_
ZS
ZE
-
A D× ε
VS
Les caractéristiques de l’ALI sont :
une très grande impédance d'entrée (ZE)>10MΩ
Ω,
Ω,
une faible impédance de sortie (ZS)<250Ω
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une très grande amplification différentielle.(AD atteint couramment 10 et même plus
parfois).
Modèle d’un ALI parfait :
Pour un ALI parfait on peut dire :
ZE tend vers l’infini (I+=I-=0A),
ZS tend vers 0Ω
Ω,
Ad tend vers l’infini.
Par conséquent le modèle d’un ALI parfait est le suivant :
+
ε
-
A D× ε
VS
L’équation générale de fonctionnement est la suivante :
VS=AD×ε
VS=AD×[(V+)-(V-)]
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IV Alimentation de l’ALI
L’ALI nécessite une alimentation continue pour fonctionner correctement.
L’alimentation d’un ALI est définie comme la différence entre VCC et VEE.
Alim=VCC-VEE
La limite de l’alimentation d’un ALI est donnée sans sa documentation constructeur (Supply
Voltage).
On a la possibilité d’alimenter un ALI de deux manières :
-alimentation symétrique : VCC=+VCC et VEE=-VCC.
-alimentation simple : VCC=+VCC et VEE=0V
Les valeurs minimales et maximales de la tension VS que peut fournir l’ALI en sortie dépendent
de son alimentation, elles sont définies comme ceci :
-valeur maximale : tension de saturation haute (VSAT+) :
VSAT+=VCC-(tension de déchet haute).
-valeur minimale : tension de saturation basse (VSAT-) :
VSAT-=VEE+(tension de déchet basse).
Les tensions de déchets dépendent des caractéristiques de l’ALI, elles sont données par la
documentation constructeur.
Les valeurs minimales et maximales des tensions d’entrées V+ et V- que l’ont peut appliquer en
entrée de l’ALI sont comprises entre les valeurs de l’alimentation :
VEE≤V+; V-≤VCC
Il est possible que la plage de variation des entrées soit différente, la documentation
constructeur de l’ALI nous donne cette plage de variation.
V Caractéristique de transfert
C'est la courbe qui donne les variations de VS en fonction de ε.
VS(V)
VSAT+
VSATDomaine de saturation
Domaine de saturation
ε(V)
Régime
Linéaire
VS=AD×ε
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VI Le temps d’évolution de la tension de sortie VS
Cette caractéristique est appelée le Slew Rate (SR), elle est donnée par la documentation
constructeur.
L’unité du Slew Rate est le Volts/µs il nous indique la durée que met le signal de sortie pour
passer de VSAT- à VSAT+ ou inversement.
Exemple :
Si SR=1V/µs, VSAT+=10V et VSAT-=-10V.
La durée pour passer de VSAT+ à VSAT- sera de 20µs.
Si le signal d’entrée possède une fréquence trop élevée alors la sortie n’aura pas le temps de passer
de VSAT+ à VSAT- et inversement.
Cette caractéristique impose donc une fréquence limite pour le fonctionnement correct de l’ALI.
VII Les différents modes de fonctionnement de l’ALI
L’ALI peut fonctionner sous deux modes de fonctionnement différents :
le régime linéaire,
le régime non linéaire.
Le mode de fonctionnement d’un ALI dépend de la connexion des composants externes.
Afin de déterminer le mode de fonctionnement d’un montage à ALI il faut procéder de la manière
suivante :
Le régime linéaire :
S’il existe une connexion entre l’entrée – de l’ALI et sa sortie (par un composant ou
directement), alors le mode de fonctionnement est le régime linéaire.
En régime linéaire :
I+=I-=0A
ε=0V
VSAT- Vs VSAT+
Le régime non linéaire:
S’il n’existe pas de connexion entre l’entrée – de l’ALI et la sortie, alors le mode de
fonctionnement est le régime non linéaire.
En régime non linéaire :
I+=I-=0A
ε≠0V
VS=VSAT+ ou VSAT- (tension de saturation haute et basse de l’ALI).
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