Dans toutes les remarques faites jusqu'à
maintenant, on s'est toujours reporté à la triode ECC 82; en étudiant d'autres types de triodes, on obtiendrait
des résultats différents, même en faisant fonctionner ces tubes dans les mêmes
conditions que la triode ECC 82.
Par exemple, avec la même variation de la
tension de grille, on pourrait obtenir une variation du courant anodique supérieure
ou inférieure ou bien, avec la même variation du courant anodique, on pourrait
obtenir une variation de la tension anodique plus ou moins forte ; le
gain pourrait également être différent.
Chaque type de triode est caractérisé au moyen
de grandeurs aptes à indiquer ses possibilités quand elle fonctionne dans des
conditions déterminées, c'est-à-dire avec une tension de polarisation de
grille donnée, un courant anodique de repos donné et une tension anodique de repos donnée.
Pour chaque type de triode, on indique trois
grandeurs, appelées paramètres différentiels de la
triode; chacune d'elles est définie d'après la variation de
deux des trois grandeurs électriques relatives à la triode (tension de grille,
courant anodique, et tension anodique), tandis que la troisième reste constante.
Un premier paramètre est appelé
PENTE
de la triode (symbole S), ou bien
transconductance
ou bien aussi conductance mutuelle; ce
paramètre indique de combien varie le courant anodique quand la tension de
grille varie de 1 V, tandis que la tension anodique reste constante.
Si l'on exprime en milliampères, la variation du
courant anodique correspondant à la variation de 1 V de la tension de grille, la pente est exprimée en milliampères par volt
(symbole mA / V).
La pente permet de connaître l'efficacité d'une
triode au contrôle du courant anodique au moyen de la tension de grille :
entre deux types de triodes qui ont des pentes différentes, celle qui a la pente la plus élevée sera la meilleure.
On peut déterminer la pente d'une triode expérimentalement
avec le circuit de la figure 13-a.
Pour cela, on règle la tension de grille de façon
à ce que la triode fonctionne dans les conditions voulues et on lit sur le milliampèremètre la valeur du courant anodique qui traverse le tube.
On agit ensuite sur le curseur du potentiomètre
en faisant varier de 1 V la tension de grille et on lit de nouveau sur le milliampèremètre la valeur du courant
anodique : la différence entre cette valeur et la précédente indique évidemment de combien a varié le courant anodique quand la tension de grille a
varié de 1 V et elle donne donc directement la pente du tube.
Durant cet essai, la tension anodique ne varie
pas, car il n'y a pas de résistance anodique qui puisse produire des variations
de tension ; la petite résistance interne du milliampèremètre insérée
dans le circuit anodique peut être considérée comme négligeable.
Comme on l'a vu précédemment, on peut aussi
contrôler le courant d'une triode au moyen de la tension anodique, en laissant la tension de grille inchangée.
Le deuxième paramètre différentiel indiqué
pour une triode permet justement de connaître l'efficacité du tube à contrôler le courant anodique au moyen de la tension anodique.
Ce paramètre est appelé
résistance
interne de la triode (symbole r)
: il indique la résistance du tube en fonction de la variation de tension anodique nécessaire, pour obtenir une variation de courant anodique de 1
mA, la tension de grille restant constante.
Si l'on exprime en volt, la variation de la
tension anodique nécessaire pour que le courant anodique varie de 1 mA, la résistance interne est exprimée en
kiloohms.
On peut aussi déterminer expérimentalement la résistance
interne, au moyen du circuit de la figure 13-b.
Pour cela, on fait fonctionner la triode dans les
conditions voulues en réglant sa tension anodique, dont on lit la valeur sur le voltmètre.
La tension anodique varie donc jusqu'à ce que le
courant anodique ait varié de 1 mA:
on lit alors de nouveau sur le voltmètre la valeur de la tension anodique :
la différence entre cette valeur et la valeur lue précédemment indique de
combien la tension anodique a du varier pour faire varier de 1 mA le courant anodique et donne donc directement la résistance
interne de la triode.
Précédemment, on a vu que la grille contrôle
le courant anodique plus efficacement que l'anode, étant plus proche de la cathode : le troisième paramètre différentiel indiqué pour une triode
permet justement de connaître de combien la grille est plus efficace que
l'anode pour contrôler le courant anodique.
Ce paramètre est appelé
coefficient d'amplification de la triode (symbole
µ)
: il indique de combien doit varier la tension anodique pour maintenir le courant anodique constant malgré une variation de 1 V
de la tension de grille.
Pour avoir une idée plus précise de ce paramètre,
il faut voir comment on procède pour le déterminer expérimentalement.
Pour cela on utilise le
circuit de la figure 13-c: après avoir réglé
la tension de grille et la tension anodique de façon à ce que la triode fonctionne dans les conditions voulues, on lit les valeurs du courant anodique
et de la tension anodique.
Puis on fait varier de 1 V la tension de grille et ainsi le courant anodique varie également
d'une certaine quantité ; on fait alors varier la tension anodique jusqu'à ce que le courant anodique reprenne sa valeur initiale : la
variation de la tension anodique nécessaire pour obtenir cela indique directement le coefficient d'amplification de la triode.
A la différence des deux autres paramètres, le
coefficient d'amplification est seulement exprimé par un nombre.
Puisque les trois paramètres différentiels de
la triode concernent tous le contrôle du courant anodique par la tension de
grille ou la tension anodique, on peut supposer qu'il y a une relation entre ces
trois paramètres : on a constaté en effet que le coefficient
d'amplification est égal au produit de la pente par la résistance interne.
Les paramètres différentiels d'une triode
peuvent aussi être déterminés graphiquement au moyen des caractéristiques mutuelles et anodiques de la triode.
Sur la figure 14 on voit, par exemple, comment on
peut obtenir la pente d'une triode du type ECC 83 à partir de ses caractéristiques mutuelles.
Supposons que la triode se trouve dans les
conditions de repos indiquées par le point Po, c'est-à-dire avec une tension de polarisation Vgo = - 2 V, une tension anodique de repos Vao = 250
V, un courant anodique de repos Iao = 1,2 mA.
Puisque la pente est donnée par la variation du
courant anodique consécutive à la variation de 1 V
de la tension de grille tandis que la tension anodique reste constante, on
considère les valeurs prises par le courant anodique qui correspondent aux valeurs de - 1,5 V et de -
2,5 V de la tension de grille.
La variation de 1 V
de la tension de grille s'obtient ainsi en augmentant et en diminuant de 0,5 V la valeur de - 2 V de la
tension de polarisation.
Depuis les points de l'axe horizontal qui ont les
valeurs de - 1,5 V et de - 2,5 V, on trace deux lignes verticales jusqu'à l'intersection aux
points P' et P'' avec la caractéristique mutuelle relative à la tension anodique de 250
V, sur laquelle se trouve aussi le point Po.
Ainsi la tension anodique ne varie pas, car aux
trois points correspondant la même valeur de cette tension, tandis que le
courant anodique varie : on voit en effet que, aux points P'
et P'', le courant prend les valeurs de 2,2 mA et de 0,5 mA.
La différence entre ces deux valeurs (2,2
- 0,5 = 1,7), en indiquant de combien varie le courant anodique quand la tension de grille varie de 1 V, donne
directement la pente de la triode : on peut en conclure que la triode étudiée,
dans les conditions de repos indiquées par le point Po,
a une pente de 1,7 mA / V.
On peut aussi déduire la pente de la triode des
caractéristiques anodiques du tube, en procédant comme sur la figure 15.
Dans ce cas, le point Po, qui indique les conditions de repos de la triode, est sur la caractéristique
anodique relative à la tension de grille Vg = - 2 V, en correspondance avec la tension anodique de repos Vao
= 250 V et avec le courant anodique de repos Iao = 1,2 mA.
Du point Po,
on trace une ligne verticale jusqu'à l'intersection aux points P' et P'' avec les caractéristiques
anodiques relatives aux tensions de grille de - 1,5 V et de - 2,5 V, de façon à ce que dans ce
cas encore, la variation de 1 V de la tension de grille soit obtenue en augmentant et en diminuant de 0,5
V la valeur de - 2 V de la
tension de polarisation.
Ainsi, la tension anodique ne varie pas car aux
trois points correspondant encore la même valeur de 250 V de cette tension, tandis que le courant anodique varie.
Dans ce cas encore, en effet, le courant qui
correspond aux point P' et P'' prend les valeurs de 2,2 mA et de 0,5 mA, et la différence donne encore une pente d'une valeur de 1,7
mA / V.
Cette deuxième méthode pour trouver la pente
d'une triode peut être adoptée quand on ne connaît pas la caractéristique
mutuelle tracée pour la valeur de la tension anodique désirée : en
effet, sur les caractéristiques anodiques, on peut suivre la résolution graphique de la pente quelle que soit la valeur de la tension anodique, que l'on
lit directement sur l'axe horizontal.
Avec ces mêmes caractéristiques anodiques, on
peut aussi trouver la résistance interne de la même triode, en procédant
comme sur la figure 16.
Dans ce cas aussi, le point
Po indique les conditions de repos de la triode, qui sont les mêmes que celles que
nous avons déjà étudiées précédemment.
Puisque la résistance interne est donnée par la
variation de la tension anodique nécessaire pour obtenir la variation de 1 mA du courant anodique tandis que la tension de grille reste
constante, on étudie les valeurs que doit prendre la tension anodique pour faire varier le courant anodique entre les valeurs de 1,7
mA et de 0,7 mA, c'est-à-dire pour le faire augmenter et diminuer de 0,5 mA
par rapport à la valeur de 1,2 mA du courant anodique de repos.
Depuis les points de l'axe vertical qui indiquent
les valeurs de 1,7 mA et de 0,7 mA, on trace deux lignes horizontales jusqu'à l'intersection aux
points P' et P'' avec la caractéristique anodique relative à la tension de grille de -
2 V, sur laquelle se trouve aussi le point Po.
Ainsi la tension de grille ne varie pas car aux
trois points correspond la même valeur de cette tension, tandis que la tension anodique varie et passe de la valeur de 277 V,
qui correspond au point P', à la valeur de 218 V, qui correspond au point P''.
La différence entre ces deux valeurs (277
- 218 = 59), en indiquant de combien doit varier la tension anodique pour que le courant anodique varie de 1 mA,
donne directement la résistance interne de la triode : on peut donc conclure que la triode étudiée, dans les conditions de repos indiquées par le
point Po, a une résistance interne de 59 kW.
Au moyen des caractéristiques anodiques de la
triode, on peut également trouver son coefficient d'amplification, en procédant comme sur la figure 17, sur laquelle le point Po
indique encore les mêmes conditions de repos que celles étudiées dans les cas précédents.
Puisque le coefficient d'amplification est donné par la variation de la tension anodique nécessaire
pour maintenir constant le courant anodique quand la tension de grille varie de 1 V, on étudie les valeurs que doit prendre la tension anodique pour
que le courant anodique maintienne inchangée sa valeur de 1,2 mA quand la tension de grille varie de 0,5 V
par rapport à la valeur de - 2 V de la tension de polarisation, en passant de - 1,5 V
à - 2,5 V.
Du point Po, on trace une ligne horizontale jusqu'à sa rencontre aux point P'
et P'' avec les caractéristiques anodiques relatives à la tension de grille de - 1,5 V et de - 2,5 V.
Ainsi, le courant anodique ne varie pas car aux trois points correspond la même valeur de 1,2
mA de ce courant, tandis que la tension anodique doit varier pour composer la variation de la tension de grille : on voit en effet que la
tension anodique atteint les valeurs de 200 V et de 300 V indiquées en correspondance
avec les points P' et P''.
La différence entre ces deux valeurs (300 - 200 = 100), en indiquant de
combien doit varier la tension anodique pour maintenir constant le courant quand la tension de grille varie de 1 V, donne
directement le coefficient d'amplification de la triode : on peut donc
conclure que la triode étudiée, dans les conditions de repos indiquées par le point Po, a un coefficient d'amplification
égal à 100.
On peut alors vérifier que le
coefficient d'amplification ainsi obtenu est égal au produit des deux autres paramètres différentiels de la triode précédemment déterminés.
Comme la pente a une valeur de 1,7 mA / V et la résistance interne a une valeur de 59
kW,
on obtient :1,7 x 59 = 100,3.
Le résultat est acceptable, car
avec les méthodes graphiques, on commet toujours de petites imprécisions qui proviennent de la difficulté de lire avec exactitude les valeurs reportées sur
les axes des diagrammes : pour ce même motif, on peut parfois constater une petite différence entre les paramètres déterminés graphiquement et ceux
trouvés expérimentalement indiqués par les constructeurs de tubes.
Les données relatives à la triode
étudiée peuvent être indiquées de cette façon :
Tension anodique de repos :Vao = 250 V
Courant anodique de repos :Iao = 1,2 mA
Tension de polarisation :Vgo = - 2 V
Pentes : S = 1,7 mA / V
Résistance interne : r
= 59 kW
Coefficient d'amplification :
µ = 100.
On note qu'avec les trois paramètres
différentiels, il faut toujours indiquer les données relatives au point de
fonctionnement (tension anodique, courant anodique et tension de polarisation)
car les paramètres différentiels d'une triode sont différents selon le point
de fonctionnement du tube, du fait que les caractéristiques ne sont pas des lignes droites mais des courbes.
Par
suite, il
suffirait de choisir sur les caractéristiques anodiques et mutuelles un autre
point Po et de répéter pour celui-ci les mêmes
opérations que celles de la figure 14, de la figure
15, de la figure 16, et de la figure
17: on constaterait ainsi que les valeurs des paramètres différentiels
sont effectivement différentes.
Dans la prochaine théorie, nous allons étudier les
multivibrateurs astables,
monostables, bistables à tubes électroniques triodes, nous allons
également étudier les
multivibrateurs astables, monostables et bistables à base de transistors.
Ces derniers
fonctionnent de la même façon que les triodes, sauf que, les tensions sont beaucoup plus faibles.
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