Dans ce guide, apprenons en détail les amplificateurs push pull. Nous avons couvert la théorie et les applications derrière un amplificateur push pull. Nous avons également démontré différents types d’amplificateurs push pull, comme les modèles d’amplificateurs push pull de classe A, de classe B et de classe AB.

Un amplificateur push pull est un amplificateur qui a un étage de sortie qui peut conduire un courant dans l’une ou l’autre direction à travers la charge. L’étage de sortie d’un amplificateur push pull typique est constitué de deux BJT ou MOSFET identiques, l’un générant du courant à travers la charge et l’autre absorbant le courant de la charge. Les amplificateurs push pull sont supérieurs aux amplificateurs single ended (utilisant un seul transistor à la sortie pour piloter la charge) en termes de distorsion et de performance. Un amplificateur simple, aussi bien conçu soit-il, introduira sûrement une certaine distorsion en raison de la non-linéarité de ses caractéristiques de transfert dynamique. Les amplificateurs push pull sont couramment utilisés dans les situations où une faible distorsion, un rendement élevé et une puissance de sortie élevée sont nécessaires. Le fonctionnement de base d’un amplificateur push pull est le suivant : Le signal à amplifier est d’abord divisé en deux signaux identiques déphasés de 180°. En général, cette division est effectuée à l’aide d’un transformateur de couplage d’entrée. Le transformateur de couplage d’entrée est disposé de telle sorte qu’un signal est appliqué à l’entrée d’un transistor et l’autre signal est appliqué à l’entrée de l’autre transistor. Les avantages de l’amplificateur push pull sont une faible distorsion, l’absence de saturation magnétique dans le noyau du transformateur de couplage, et l’annulation des ondulations de l’alimentation qui se traduit par l’absence de ronflement alors que les inconvénients sont la nécessité de deux transistors identiques et la nécessité de transformateurs de couplage encombrants et coûteux.

Amplificateur push pull de classe A.

Un amplificateur push pull peut être réalisé dans des configurations de classe A, classe B, classe AB ou classe C. Le schéma de circuit d’un amplificateur push pull typique de classe A est présenté ci-dessus. Q1 et Q2 sont deux transistors identiques et leurs bornes d’émetteur sont connectées ensemble. R1 et R2 sont destinés à polariser les transistors. Les bornes de collecteur des deux transistors sont connectées aux extrémités respectives du primaire du transformateur de sortie T2. L’alimentation est connectée entre la prise centrale du primaire du T2 et la jonction des émetteurs de Q1 et Q2. La borne de base de chaque transistor est connectée aux extrémités respectives du secondaire du transformateur de couplage d’entrée T1. Le signal d’entrée est appliqué au primaire de T1 et la charge de sortie RL est connectée au secondaire de T2. Le courant de repos de Q2 et Q1 circule dans des directions opposées à travers les moitiés correspondantes du primaire de T2 et, par conséquent, il n’y aura pas de saturation magnétique. Sur la figure, vous pouvez voir les signaux déphasés appliqués à la base de chaque transistor. Lorsque Q1 est commandé positivement en utilisant la première moitié de son signal d’entrée, le courant du collecteur de Q1 augmente. Dans le même temps, Q2 est commandé négativement en utilisant la première moitié de son signal d’entrée et le courant de collecteur de Q2 diminue. Sur la figure, vous pouvez comprendre que les courants de collecteur de Q1 et Q2, c’est-à-dire I1 et I2, circulent dans la même direction à travers les moitiés correspondantes du primaire T2. Par conséquent, une version amplifiée du signal d’entrée original est induite dans le secondaire du T2. Il est clair que le courant traversant le secondaire de T2 est la différence entre les deux courants de collecteur. Les harmoniques seront beaucoup moins dans la sortie en raison de l’annulation et cela se traduit par une faible distorsion.

Amplificateur push pull de classe B.

L’amplificateur push pull de classe B est presque similaire à l’amplificateur push pull de classe A et la seule différence est qu’il n’y a pas de résistances de polarisation pour un amplificateur push pull de classe B. Cela signifie que les deux transistors sont polarisés au point de coupure.La configuration de classe B peut fournir une meilleure puissance de sortie et a un rendement plus élevé(jusqu’à 78,5%). Comme les transistors sont polarisés au point de coupure, ils ne consomment pas d’énergie au repos, ce qui augmente le rendement. Les avantages des amplificateurs push-pull de classe B sont les suivants : capacité à fonctionner dans des conditions d’alimentation limitées (en raison du rendement plus élevé), absence d’harmoniques paires en sortie, circuits simples par rapport à la configuration de classe A, etc. Les inconvénients sont un pourcentage plus élevé de distorsion harmonique par rapport à la classe A, l’annulation des ondulations de l’alimentation n’est pas aussi efficace que dans l’amplificateur push pull de classe A et qui entraîne la nécessité d’une alimentation bien régulée.Le schéma de circuit d’un amplificateur push pull classique de classe B est présenté dans le schéma ci-dessous.

Le montage de l’amplificateur push pull de classe B est similaire à celui de l’amplificateur push pull de classe A, sauf pour l’absence des résistances de polarisation. T1 est le condensateur de couplage d’entrée et le signal d’entrée est appliqué à son primaire. Q1 et Q2 sont deux transistors identiques et leurs bornes d’émetteur sont connectées ensemble. La prise centrale du transformateur de couplage d’entrée et l’extrémité négative de la source de tension sont connectées au point de jonction des bornes d’émetteur. L’extrémité positive de la source de tension est connectée à la prise centrale du transformateur de couplage de sortie. Les bornes de collecteur de chaque transistor sont connectées aux extrémités respectives du primaire du transformateur de couplage de sortie T2. La charge RL est connectée aux bornes du secondaire de T2.

Le signal d’entrée est converti en deux signaux similaires mais en opposition de phase par le transformateur d’entrée T1. L’un de ces deux signaux est appliqué à la base du transistor supérieur tandis que l’autre est appliqué à la base de l’autre transistor. Vous pouvez comprendre cela à partir du schéma du circuit. Lorsque le transistor Q1 est piloté vers le côté positif en utilisant la moitié positive de son signal d’entrée, l’inverse se produit dans le transistor Q2. Cela signifie que lorsque le courant du collecteur de Q1 augmente, le courant du collecteur de Q2 diminue. De toute façon, le courant circulant dans les moitiés respectives du primaire du T2 sera dans la même direction. Regardez la figure pour mieux comprendre. Ce flux de courant à travers le primaire du T2 résulte en une forme d’onde induite à travers son secondaire. La forme d’onde induite aux bornes du secondaire est similaire au signal d’entrée original mais amplifié en termes de magnitude.

Distorsion de croisement.

La distorsion de croisement est un type de distorsion couramment observé dans les configurations d’amplificateur de classe B. Comme nous l’avons dit précédemment ,les transistors sont polarisés au point de coupure dans l’amplificateur de classe B . Nous savons tous qu’un transistor au silicium nécessite 0,7V et qu’une diode au germanium nécessite 0,2V de tension à travers sa jonction base-émetteur avant d’entrer en mode conducteur et cette tension base-émetteur est appelée tension de coupure. Les diodes au germanium sont hors de portée des amplificateurs et nous pouvons parler d’un amplificateur push-pull de classe B basé sur des transistors au silicium. Puisque les transistors sont polarisés à la coupure, la tension à travers leur jonction base-émetteur reste nulle pendant la condition d’entrée zéro. La seule source permettant aux transistors d’obtenir la tension de coupure nécessaire est le signal d’entrée lui-même, et la tension de coupure requise sera prélevée sur le signal d’entrée lui-même. En conséquence, les parties de la forme d’onde d’entrée qui sont inférieures à 0,7 V (tension de coupure) seront annulées et les parties correspondantes seront également absentes de la forme d’onde de sortie. Regardez la figure ci-dessous pour mieux comprendre.

Amplificateur push pull de classe AB.

La classe AB est un autre type d’amplificateur push pull qui est presque similaire à celui d’un amplificateur push pull de classe A et la seule différence est que la valeur des résistances de polarisation R1 et R2 sont choisies de telle sorte que les transistors sont polarisés juste à la tension de coupure (0,7V). Cela réduit le temps pendant lequel les deux transistors sont simultanément désactivés (le temps pendant lequel le signal d’entrée est entre -0,7V et +0,7V) et donc la distorsion croisée est réduite. Parmi les classes susmentionnées, la classe A présente la distorsion la plus faible, suivie de la classe AB et de la classe B. Quoi qu’il en soit, la configuration de la classe AB présente un rendement réduit et gaspille une quantité raisonnable d’énergie lorsque le signal d’entrée est nul. La classe B a le rendement le plus élevé (78,5%), puis la classe B (entre 78,5 et 50%) et enfin la classe A (50%) .

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