On montre le principe de fonctionnement d'un amplificateur à transistors petit signaux, bien qu'en technologie, ces amplificateurs soient bien plus évolués. On termine avec les cas particuliers de ce formalisme : les amplificateurs idéaux où la sortie ne rétroagit pas sur l'entrée de manière parasitaire : les amplificateurs de tension, de courant, à transrésistance, à transconductance.

1.1. Dipôle passif
1.2. Dipôle actif
1.3. La resistance comme concept électrotechnique
 

Les dipôles sont, nous l'avons déjà mentionné, des éléments conceptuels. Ils peuvent constituer des modèles plus ou moins adéquats pour les systèmes électroniques.

1.1. Dipôle passif

- Le dipôle est dit passif s'il ne contient pas de source interne.

- Dans le cas linéaire, une impédance est apte à représenter sa caractéristique courant-tension.

- On définit aussi son admittance, comme l'inverse de l'impédance :

1.2. Dipôle actif

Le dipôle est dit actif s'il contient une ou des sources internes. Dans ce cas, nous avons déjà évoqué les représentations de Thévenin et de Norton :

1.3. La résistance comme concept électrotechnique

1.3.1 Dualité Norton-Thévenin
Nous avons précédemment laissé en exercice la découverte de la

  dualité Norton-Thévenin :    

2.1. Paramètres z
2.2. Paramètres y
2.3. Paramètres h
2.4. Passage d'un formalisme à un autre
 

Conformément à la technique de Kirchhoff, un quadripôle constitue une boite noire, de laquelle on ne représente que ses entrées et sorties en termes de courant et tension :

Si le système est linéaire, on peut représenter les relations de transfert, en termes matriciels, avec les quatre possibilités suivantes :
 

2.1. Paramètres z

On en déduit immédiatement les définitions suivantes :

ainsi que le schéma équivalent du quadripôle en z :

2.2. Paramètres y
 
 

On en déduit immédiatement les définitions suivantes :

ainsi que le schéma équivalent du quadripôle en y :

2.3. Paramètres h
 

On en déduit immédiatement les définitions :

ainsi que le schéma équivalent du quadripôle en h :

Les paramètres hybrides sont très utilisés en électronique. Sur le schéma du quadripôle en h précédent, on peut lire:

- la borne d'entrée du quadripôle présente une impédance d'entrée limitant le courant de charge de la source en amont.

- il existe une tension de retour, de la sortie vers l'entrée, tension proportionnelle à la tension de sortie.

- la sortie est de type source de courant : le courant de sortie est contrôlé par le courant d'entrée.

- la sortie présente aussi une admittance de sortie.

Il existe une autre terminologie pour ces paramètres h, utilisée en particulier pour la spécification de transistors bipolaires :

2.4. Passage d'un formalisme à un autre
Il peut être utile de convertir la description d'un quadripôle d'une représentation en h en une représentation en z par exemple. Il existe bien entendu des règles de passage d'un système de représentation à l'autre, ainsi que des propriétés de connexion de quadripôles entre eux.

Lorsque le quadripôle, représenté par les paramètres hybrides h, est chargé par une impédance en sortie, on a la situation suivante :

En considérant qu'une source de tension débite avec une impédance négligeable à l'entrée d'un quadripôle exprimé dans les paramètres h, on obtient les relations suivantes :

On le sait, le transistor bipolaire n'est pas un élément linéaire. Pour palier à ce problème, on pratique ce qu'on appelle l'amplification petits signaux : on polarise l'entrée avec un niveau continu et le signal à amplifier se superpose à ce niveau.

En sortie, on doit déduire le niveau continu, pour ne garder que le niveau alternatif, résultant de l'amplification petit signal.

En formalisme quadripôle en h, on écrit :

Ainsi, si on utilise des minuscules pour désigner des courants alternatifs, on a, pour le modèle de cet amplificateur à transistor bipolaire :

On a les significations suivantes :

Exemple d'amplificateur à transistor traité en exercice :

5.1. Amplificateur de tension
5.2. Amplificateur de courant
5.3. Amplificateur à transconductance
5.4. Amplificateur à transrésistance
 

Les cas qui sont généralement recherchés en électronique sont ceux où la sortie ne réagit pas sur l'entrée, dans l'amplificateur pris globalement :
Le retour de tension, s'il existe dans l'amplificateur à transistor bipolaire, n'en est pas moins indésirable : on cherche à le minimiser ou à s'en affranchir.

Quadripôle en h :

On peut mettre un quadripôle en h sous la forme d'un amplificateur de tension ou de courant. Voir par exemple le premier exercice de cette leçon. On obtient les quatre types simples d'amplificateurs:

5.1. Amplificateur de tension

On a, dans un cas idéal électroniquement :

Nous avons vu, en abordant les amplificateurs opérationnels, qu'on parvient à obtenir des amplificateurs de tension avec d'excellentes caractéristiques, bien que les constituants de base de ces amplificateurs soient eux-mêmes extrêmement imprécis et imparfaits : C'est un aspect typique du métier d'électronicien : faire des systèmes précis avec du matériel imprécis.

5.2. Amplificateur de courant

 
On a, dans un cas idéal électroniquement :

5.3. Amplificateur à transconductance

On a, dans un cas idéal électroniquement :

5.4. Amplificateur à transrésistance

 

On a, dans un cas idéal électroniquement :