Un appareil contrôlé en tension fonctionne en utilisant une tension d’entrée pour réguler ou contrôler un paramètre électrique, tel que le courant, la fréquence ou la résistance. L’idée de base est que le comportement ou la sortie de l’appareil est directement influencé par l’amplitude de la tension appliquée. Par exemple, dans une résistance contrôlée en tension, la résistance change en fonction de la tension d’entrée. De même, dans les transistors, le flux de courant traversant le dispositif est contrôlé par la tension d’entrée appliquée à des bornes spécifiques, telles que la grille des transistors à effet de champ (FET).
Le contrôle de tension fonctionne en modulant une propriété électrique d’un appareil via l’application d’un signal de tension. Lorsqu’une tension est appliquée à la borne de commande de l’appareil, elle influence un paramètre interne tel que la conductivité du canal dans les transistors ou la fréquence d’oscillation dans les oscillateurs. Ce changement dépendant de la tension permet une régulation précise de la sortie de l’appareil, permettant des fonctionnalités telles que l’amplification, la commutation et la modulation du signal. La tension de commande dicte efficacement le comportement du dispositif, lui permettant de répondre de manière prévisible aux changements de tension appliquée.
Un appareil contrôlé en tension est un appareil dans lequel une tension d’entrée détermine son état de fonctionnement ou sa sortie. Les exemples incluent les oscillateurs contrôlés en tension (VCO), les amplificateurs contrôlés en tension (VCA) et les FET. Dans ces dispositifs, la tension d’entrée influence directement un paramètre crucial, tel que la fréquence dans les VCO, le gain dans les VCA ou le flux de courant dans les FET. Cette dépendance en tension permet un contrôle et une modulation précis des signaux dans diverses applications électroniques, du traitement du signal aux systèmes de communication.
Le principe de fonctionnement d’un oscillateur contrôlé en tension (VCO) consiste à générer un signal oscillant dont la fréquence est déterminée par la tension de commande d’entrée. Un VCO comprend généralement un circuit qui produit une forme d’onde périodique (telle qu’une onde sinusoïdale ou une onde carrée), et la fréquence de cette forme d’onde peut varier en modifiant la tension d’entrée. Le circuit VCO ajuste la fréquence d’oscillation en modifiant des paramètres tels que la capacité ou l’inductance en réponse à la tension de commande, permettant des applications dans la modulation de fréquence (FM), les boucles à verrouillage de phase (PLL) et la synthèse de signaux.
La tension est une différence de potentiel électrique entre deux points, qui entraîne la circulation du courant électrique dans un circuit. Elle est mesurée en volts (V) et représente l’énergie par unité de charge disponible pour déplacer les électrons à travers un conducteur. La tension fonctionne en créant un champ électrique qui exerce une force sur les particules chargées, les faisant se déplacer et former un courant électrique. Concrètement, la tension est ce qui alimente les appareils et les circuits électriques, fournissant l’énergie nécessaire pour effectuer des travaux tels que l’allumage d’une ampoule ou l’alimentation d’un moteur.
Un transistor à effet de champ (FET) est appelé dispositif contrôlé en tension car le flux de courant entre ses bornes drain et source est contrôlé par la tension appliquée à la borne de grille. Contrairement aux transistors à jonction bipolaire (BJT), dans lesquels le courant de base contrôle le courant du collecteur, les FET fonctionnent en utilisant la tension grille-source pour moduler la conductivité d’un canal semi-conducteur. Ce mécanisme de contrôle de tension permet aux FET d’avoir une impédance d’entrée élevée et une faible consommation d’énergie, ce qui les rend adaptés à diverses applications d’amplification et de commutation.
La fonction principale d’un oscillateur contrôlé en tension (VCO) est de générer un signal oscillant dont la fréquence est réglable en fonction d’une tension de commande d’entrée. Les VCO sont utilisés dans une large gamme d’applications, notamment la modulation de fréquence, la génération de signaux et les boucles à verrouillage de phase. En faisant varier la tension de commande, la fréquence de sortie du VCO peut être réglée avec précision, permettant un contrôle dynamique de la fréquence dans les systèmes de communication, les synthétiseurs et autres appareils électroniques nécessitant des signaux à fréquence variable.