Chapitre 3 : La triode
| Principe |
Comme nous l'avons vu au chapitre
précédent la triode est une évolution
de la diode par adjonction d'une grille dite de
commande.
Ainsi l'équation donnant le courant dans la diode
en fonction de la tension anode -cathode , pour
mémoire :
Ces données I, Ugk et Uak sont des grandeurs fixes , en courant continu issues directement de la POLARISATION de la triode.
- Ugk = la tension entre la grille et la cathode - cette tension est légèrement négative
- Uak = la tension entre l'anode et la cathode, positive celle-là
- D = la transparence de grille , coefficient sans dimension de quelques pour cent, il atténue fortement l'influence de la tension anode-cathode sur le courant total, privilégiant la tension de grille.
- ia = la variation totale du courant dans la triode entre l'anode et la cathode
- gm = la transconductance de la grille exprimée en mA/volts. C'est le taux de variation de courant entre anode et cathode induite par une variation vg de la tension de grille. C'est une donnée figurant dans la datasheet de la triode ( exemple pour l'ECC83 / 12AX7 : gm = 1,6 mA/V)
- vak = la variation de la tension apparaissant entre anode et cathode.
- rak = la résistance interne de la triode entre l'anode et la cathode. Cette donnée figure également dans la datasheet de la triode. ( exemple pour l'ECC83 / 12AX7 : rak - notée souvent Ri = 62500 ohms)
µ = gm . rak
Fonctionnellement la triode se représente sous la forme de deux résistances et d'un générateur de courant :
on fait apparaître également la tension vak présente aux bornes de rak
- la résistance rg : résistance de grille interne entre grille et cathode. Celle-ci est très élevée ( mais pas infinie !)
- la résistance rak , résistance interne anode cathode ( = µ / gm )
- le générateur de courant gmvg , produit de la transconductance et de la tension vg appliquée aux bornes de rg.
| Les 3 montages de la triode |
Il existe 3 manières d'utiliser la triode, et les 3 sont UTILISEES dans les amplificateurs de guitare ! On distingue :
Attention de ne pas confondre ces montages avec les triodes montées en parallèle qui partagent les mêmes résistances d'anode et de cathode et du même coup la charge.
Ici par cathode commune on entend que l'entrée se fait entre grille et cathode et la sortie entre anode et cathode, cathode à la masse donc. En grille commune nous avons l'entrée entre cathode et grille et la sortie entre anode et grille, grille à la masse donc. L'élément commun est celui qui est à la masse/0 volts.
C'est le montage le plus courant en amplificateur de tension :
vg est la tension en entrée et VS la tension en sortie. Les résistances RG et R0 sont laissées de côté pour le moment.
Opérons en deux temps la "migration" vers le schéma équivalent pour l'alternatif en reprenant bien sûr les éléments générateur de courant et résistances déterminés sur le schéma précédent :
La capacité de filtrage de l'alimentation opère un court-circuit pour l'alternatif . Ainsi B+ est maintenant à la masse et le schéma final devient :
Avant d'entrer dans les détails de ce montage , regardons les deux autres types.
- le gain
- l'impédance d'entrée
- l'impédance de sortie
- la bande passante s'il y a lieu.
2. Le montage en anode commune:
Le
signal entre alors entre la grille et l' anode
et est recueilli entre la cathode et l'anode.
C'est donc l'anode qui est à la masse/0 volts.
Le signal sortant sur la cathode avec un gain
proche de 1 avec faible impédance de
sortie ( voir
la démonstration plus loin),
ce montage est également appelé cathode
suiveuse ou cathode follower en
anglais:
Le
schéma équivalent pour l'alternatif devient :
3. Le montage en grille commune:
Cette fois c'est la
grille qui est à la masse/0 volts, avec le
signal entrant par la cathode et sortant par
l'anode.
- Dans le montage de type cascode rencontré dans les préamplis Hi Gain où il remplace, vu son gain élevé, une pentode de faible puissance. Il occupe alors la place de la charge RA d'un étage à cathode commune.
Dans le schéma ci-dessous V2B est monté en grille commune alors que V2A est en cathode commune.Ici la triode de droite est montée en grille commune.
- (Pour les initiés ici) dans le montage inverseur différentiel ou Long Tailed Pair, destiné à piloter les deux phases d'un montage de puissance en push-pull :
