Ma réponse est probablement plus que ce que vous aviez négocié, mais si vous êtes curieux, vous apprécierez l'effort que j'y ai investi.
Un OP AMP typique a un gain en boucle ouverte d'au moins 100 000 (très élevé). Sa sortie prend la différence de ses entrées ( ) et les multiplie par son gain . . Ici, = entrée non inverseuse et = entrée inverseuse. En supposant que la sortie de l'ampli op n'est que de quelques volts, la différence de tension à l'entrée est de 1/100 000 la sortie. Cette différence peut être de quelques microvolts qui, par rapport à est beaucoup, beaucoup plus petite (cette différence de tension est à toutes fins utiles approximativement zéro volt).V+−V−AvVo=Av∗(V+−V−)V+V−Vo
Dans une configuration en boucle fermée, comme celle-ci, est censé être pratiquement le même que . Depuis, et parce que la différence de tension d'entrée est "zéro", . est connecté au sommet de et l'émetteur du transistor bipolaire, donc apparaît également à travers . Ainsi, contrôle l'amplitude d'Iset à travers et, avec l'agencement de rétroaction négative du circuit, l'ampli op fournit le courant de base requis par le transistor pour maintenirV+V−V+=VsetV−=VsetV−RsetVsetRsetVsetRsetVset à son émetteur.
Le transistor lui-même a un gain (gain typique = pour un transistor de puissance). Supposons que .IcollectorIbase>40Iemitter∼Icollector
Notez que le courant de base délivré par l'ampli op provient de l'alimentation + V de l'ampli op (non représentée sur le schéma) et non de qui "voit" la très haute impédance de l'entrée non inverseuse ( aux entrées (+) ou (-) de l'ampli op est très élevé, généralement mégohms ou plus). n'a pas besoin d'avoir beaucoup de capacités d'entraînement car sa charge, l' entrée , ne demande essentiellement aucun courant significatif. Si (au-dessus de la résistance du collecteur) varie ou que la valeur de la résistance du collecteur varie, reste inchangé à condition que et ne sortent pas des limites de fonctionnement du circuit.VsetZinVsetV+VsupplyIloadVsupplyRcollector
Considérez ce qui se passe lorsque diminue. La rétroaction entraînera la sortie de l'ampli op pour augmenter le courant de base du transistor, il conduit donc plus et abaisse son pour maintenir la même chute de tension aux bornes de pour maintenir constante. À un moment donné, le transistor sera entièrement (la saturation est la meilleure qu'il puisse faire avec ). Une nouvelle baisse de entraînera une diminution de malgré les commentaires négatifs. Il n'y a plus assez de tension pour maintenir constante et le circuit ne fonctionne plus comme prévu. SiVsupplyVCERcollectorIloadVCE(on) 0.3VVsupplyIloadVsupplyIloadVsupply augmente, l'ampli op conduit moins de courant de base dans le transistor, qui conduit moins, augmentant son , pour maintenir la même chute de tension aux bornes de pour maintenir constante. Un point sera atteint qui dépasse la valeur nominale du transistor ou sa puissance nominale ( peut être constant mais x augmente) et il échouera. Que se passe-t-il si varie lorsque est dans les limites? Si la résistance augmente, l'ampli op rendra le transistor plus conducteur, diminuant saVCERcollectorIloadVCEIloadVCEIloadRcollectorVsupplyRcollectorVCE , pour augmenter la chute de tension aux bornes de pour maintenir constante. Finalement, le transistor est complètement passant (saturé) et à mesure que la résistance augmente encore, commence à diminuer car le circuit ne peut pas continuer à augmenter la chute de tension aux bornes de (la tension n'est pas élevée pour y parvenir).RcollectorIloadRcollectorIloadRcollectorVsupply
Si la résistance diminue vers zéro, l'ampli op réduira le courant de base et le transistor conduira moins pour réduire la chute de tension aux bornes de pour maintenir la constante et sa augmentera. Le transistor dissipera plus de puissance car il aura une plus grande chute de tension à travers lui ( si ). S'il ne peut pas gérer la puissance supérieure, il échouera. Il peut sembler étrange qu'un transistor conduisant moins dissipe plus de puissance, mais il en est ainsi parce qu'il fonctionne dans sa région active où Ic (normalement constant) etRcollectorRcollectorIloadVCEVsupply−VsetRcollector=0ohmVCEsont importants et leur produit (puissance dissipée par le transistor sous forme de chaleur) est bien supérieur à zéro. Un transistor entièrement passant (saturé) fonctionne avec une dissipation de puissance plus faible car son est très faible pour le même courant constant.VCE(on)
En conclusion, ce circuit fonctionne comme un puits de courant constant mais uniquement dans certaines limites de puissance , et transistor. Ces limites de fonctionnement doivent également être prises en compte lors de la conception. R c o l l e c t o rVsupplyRcollector