Cours 15 | Composants de base de l’électronique

Titre: Composants de base de l’électronique

Auteurs: Eric PERONNIN

Ecole: IUT de l’Indre

Résumé: Ce document présente les fonctions et composants de base de l’électronique (module EN1) conformément au programme 2005 des IUT GEII. Loin d’être exhaustif, il a été conçu en accord avec le volume horaire modeste qui lui est attribué dans les nouvelles cartes pédagogiques, à savoir 8h de cours, 12h de travaux dirigés et 10h de travaux pratiques pour chacun des modules.

D’une façon générale, un système de traitement (numérique, analogique) peut être représenté par une boite noire où arrivent des signaux (les entrées) et d’où repartent d’autres signaux (les sorties). On a donc un peux d’informations en entrée et on restitue un _ux d’informations modifiées en sortie.

Dans le cadre de ce cours d’initiation à l’électronique analogique, on se limite à une seule variable d’entrée et une variable unique de sortie et le système de traitement se représente alors par une boite noire quadripolaires avec 2 bornes pour l’entrée, 2 bornes pour la sortie. Ce quadripôle pourra être passif (i.e n’utilisant que des composants passifs : R, L ou C) ou encore actif (i.e utilisant aussi des diodes, transistors, amplificateurs opérationnels ou encore tout autre composant nécessitant une source d’alimentation pour fonctionner).

Pour que la modélisation quadripolaire soit un enrichissement, il faudra également que le quadripôle soit linéaire ou le fruit d’une linéarisation autour d’un point de repos d’éléments non linéaires. La Figure 1.1 montre la représentation d’un quadripôle avec des conventions récepteurs en entrée et en sortie(courants rentrants).

Extrait du sommaire:

1 Quadripôle – Transmittance complexe – Schéma bloc 7
1 Introduction : Quadripôles 7
2 Transmittance complexe 7
2.1 Définition de la transmittance complexe 8
2.2 Outils de représentation : diagramme de Bode 8
2.3 Etude des transmittances complexes de base9
2.4 Lois de composition 10
2.5 Impédances complexes généralisées – Fonction de transfert 13
3 Quadripôles actifs. 14
4 Schéma bloc 15
2 Quelques notions sur les semi-conducteurs 17
1 Matériau isolant 17
2 Matériau conducteur17
3 Matériau semi-conducteur 17
4 Cristal de Silicium intrinsèque. 18
5 Semi-conducteurs dopés 18
5.1 Semi-conducteur dopé n18
5.2 Semi-conducteur dopé p18
3 Diodes 21
1 La diode de redressement 21
1.1 Présentation physique – Constitution 21
1.2 Equilibre thermodynamique 21
1.3 Jonction polarisée en direct 22
1.4 Jonction polarisée en inverse 23
1.5 Equations – Caractéristiques statiques 24
1.6 Paramètres de la documentation d’une diode25
1.7 Modélisation grand signal 25
1.8 Modélisation petits signaux 27
1.9 Un exemple d’utilisation : redressement sur charge purement résistive 31
2 La diode Zener 32
2.1 Représentation – Caractéristiques statiques. 33
2.2 Modéles grands signaux33
2.3 Utilisations. 34
3 Autres types de diodes 35
3.1 Diode Tunnel35
3.2 Diode Varicap 35
3.3 Diode Schottky 35
4 Transistor bipolaire 37
1 Présentation physique – Constitution – Représentation 37
2 Mode de fonctionnement 37
2.1 Commutation : mode saturé, mode bloqué 37
2.2 E_et transistor : zone de fonctionnement linéaire – Approche physique qualitative 38
3 Equations – Incidence de la température. 38
4 Réseau de caractéristiques 39
5 Ampli_cateur opérationnel parfait 41
1 Introduction 41
2 Vue externe – Mode d’alimentation 41
3 Modes de fonctionnement – Détermination – Equations 42
3.1 Dé_nitions. 42
3.2 Mode linéaire certain 42
3.3 Mode non-linéaire certain 42
3.4 Situation d’incertitude. 42
3.5 Equations complémentaires 43
4 Montages linéaires usuels 43
4.1 Montage suiveur 43
4.2 Ampli_cateur inverseur44
4.3 Ampli_cateur non-inverseur 45
4.4 Additionneur46
4.5 Soustracteur47
4.6 Intégrateur. 47
4.7 Dérivateur 48
6 Ampli_cateur opérationnel réel (ébauche de cours) 49
1 Introduction 49
2 Erreurs en continu liées à la polarisation. 49
2.1 Tension de décalage Vos49
2.2 Courants de polarisation IB+ et IB 49
3 Erreurs de calcul 49
3.1 Impédances d’entrées Zcm+, Zcm􀀀 et Zdiff. 49
3.2 Impédance de sortie 49
3.3 Gain _ni AV049
3.4 Gain de mode commun50
4 Limitations dynamiques 50
4.1 Slew Rate SR50
4.2 Produit gain bande GBP 50

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