Cours Électronique Analogique SMP S5 FSSM
cours d'électronique analogique SMP S5 FSSM
Université Cadi Ayyad
Faculté des Sciences Semlalia-Marrakech
Département de Physique
filière SMP /S5
Module électronique analogique
Module 27 : Electronique Analogique : Cours 18H, 18H TD et 12H TP
- Rappel sur les transistors en régime dynamique : schéma équivalents en basse et hautes
fréquences
- Amplificateurs de base à transistors bipolaires et à transistors à effet de champ
- La contre réaction
- Amplificateur différentiel
- Amplificateur opérationnel et ses applications
- Les multivibrateurs
Ce cours se décompose en six chapitres:
Electronique Analogique
Chapitre I Amplificateurs à transistors en basses fréquences
I - Transistors Bipolaires
Le régime des petits signaux
Droite de charge statique et dynamique
Schéma équivalent ‘petits signaux’ du transistor
Schéma simplifié
Condensateur de liaison et condensateur de découplage
Schéma équivalent d’un montage à transistor en régime variable
Les amplificateurs à transistors
Schémas d’un amplificateur en fonction des carctéristiques fonctionnelles
Classification des amplificateurs
Montages fondamentaux à transistors bipolaires
Amplificateur Emetteur Commun (E. C.)
Schémas équivalents en petits signaux et en basses fréquences
Gain en tension : Av
Gain en courant : Ai
Impédance d’entrée : Ze
Impédance de sortie : Zs
Influence de la capacité de découplage sur le gain en tension
Exemple de calcul de CE
Conclusions
Amplificateur Collecteur Commun (C. C.)
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Gain en courant : Ai
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Amplificateur Base Commune (B. C.)
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Gain en courant : Ai
Conclusions
Exemple d’ordre de grandeurs des caractéristiques des trois montages
II - Transistor à effet de champ
Modèle en régime dynamique
Amplificateurs à TEC
Etage Source Commune
Entrée sur la Grille, sortie sur le Drain
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Etage Drain Commun
Entrée sur la Grille, sortie sur la source
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Etage Grille Commune
Entrée sur la Source, sortie sur le Drain
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Chapitre II Amplificateurs à transistors en hautes fréquences
I - Transistors Bipolaires
Réponse d’un amplificateur en Très Basses Fréquences
Influence de la capacité de découplage
Influence des capacités de liaison sur le gain en tension
Gain en tension du montage : Av
Conclusion
Schéma de Giacoletto
Conclusion
Signification physique des éléments du modèle de Giacoletto
Fréquence de coupure et fréquence de transition
Gain en courant émetteur commun
Gain en courant base commune
Fréquence de transition : fT
Théoème de Miller
Réponse en hautes fréquences du montage Emetteur Commun
Gain en tension
Conclusion
II - Transistor à effet de champ
Fréquence de Transition
Réponse en hautes fréquences du montage Source Commune
Gain en tension de l’amplificateur : Av
Gain en tension du montage: Avm
Conclusion
III - ETUDE DE QUELQUES MONTAGES AMPLIFICATEURS
Couplage entre étages
Montage en cascade
Couplage capacitif
Couplage direct
Etages à transistor compound
Impédance d’entrée du Darlington
Gain en courant : Ai
Impédance de sortie du Darlington
Montage cascode (configuration EC-BC)
Etage Emetteur suiveur
Générateur de courant
Miroir de courant
Chapitre III Amplificateur différentiel
Montage de Base
Amplificateur différentiel à transistors bipolaires
Etude en régime statique
Point de repos
Analyse du montage en mode différentiel
Caractéristiques de transfert
Analyse du montage en mode commun
Etude en régime dynamique
Etude en régime mode commun ( ved = 0)
Gain en mode commun
Impédance d’entrée
Etude en régime mode différentiel ( vec = 0)
Gain en mode différentiel
Impédance d’entrée
Taux de Rejection en Mode Commun de l’amplificateur
Amplificateur différentiel à transistors à effet de champs
Polarisation
Etude en dynamique de faibles signaux
Gain différentiel
Gain en mode commun
Application numérique
Exemple de calcul
Amélioration du TRMC
Application numérique
Chapitre IV L’amplificateur opérationnel et ses applications
Symboles
Historique
Amplificateur opérationnel idéal
Amplificateur opérationnel réel
Schéma équivalent de l’A.O
Imperfections de l’amplificateur opérationnel
Influence de l’´etage d’entrée
Tension de décalage (tension d’offset)
Courant de polarisation :
Courant de décalage (courant d’offset)
Slew rate
Réponse en fréquence
Influence de l’alimentation
Influence de la température
Caractéristique de transfert
Conclusion
Caractéristiques d’amplificateurs d’usage courant
Montages à amplificateur opérationnel
Montage inverseur
Gain en tension
Impédance d'entrée
Exemple
Montage non inverseur
Gain en tension
Impédance d’entrée
Applications de l’amplificateur opérationnel
Montage suiveur
Amplification de différence
Montage Intégrateur
Analyse temporelle
Analyse harmonique
Montage Dérivateur
Analyse temporelle
Analyse harmonique
Montage sommateur inverseur
Comparateur de tension
Les filtres actifs
Schéma général
Filtre passe bas du 1er ordre
Filtre passe haut du 1er ordre
1er exemple
2ème exemple
Filtre passe-bas du second ordre
Filtre passe haut du second ordre
Filtres passe-bande .
Filtres réjecteur de bande (ou coupe bande) .
Filtre actif du second ordre : cellule élémentaire active de Sallen-Key
Passe-bas
Filtre passe haut
Filtre actif du second ordre : cellule élémentaire active de Rauch
Filtre actif du second ordre : cellule élémentaire active de Rauch
Passe bas
Passe-haut
Passe-bande
Chapitre V: La Contre Réaction
Introduction
Configurations et relations d’une contre réaction
Propriétés générales de la contre réaction
Stabilisation du gain aux variations des caractéristiques de l'amplificateur
Stabilisation du gain aux variations des caractéristiques de l'amplificateur
Application numérique
Exemple
Précision du gain
Réduction de la distorsion non-linéaire
Elargissement de la bande passante
Contrôle des impédances d'entrée et de sortie
Remarque
Topologies des systèmes à réaction
- Raccordement à l’entrée
- Raccordement à la sortie
Contre réaction série-série (ou courant-tension)
Contre réaction série-parallèle (ou tension-tension)
Contre réaction parallèle-série (ou courant-courant)
Contre réaction parallèle-parallèle (ou tension-courant)
Exemples de montage à transistors bipolaires
Contre réaction série-série
Contre réaction série-parallèle
Contre réaction parallèle-série.
Contre réaction parallèle-parallèle.
Chapitre VI : LES MULTIVIBRATEURS
I - Définition :
* Etat stable
* Etat instable (ou quasi-stable)
1 - LES MULTIVIBRATEURS BISTABLES
2 - LES MULTIVIBRATEURS MONOSTABLES
3 - MULTIVIBRATEURS ASTABLES
II - LES MULTIVIBRATEURS A TRANSISTORS
Conditions de fonctionnement.
1 - Multivibrateurs bistables
Schéma du montage
Conditions de saturation
Formes des signaux générés par le bistable
2 - Multivibrateurs monostables
Schéma du montage
Calcul de la durée de l'état instable
Signaux générés par le monostable
3 - Les multivibrateurs Astables (deux états instables)
Schéma du montage
Evolution du montage à partir de l'état instable 1
Evolution du montage à partir de l'état instable 2
Forme des signaux générés par l'Astable
III - LES MULTIVIBRATEURS A AMPLIFICATEURS OPERATIONNELS
Fonctionnement de l'AO en comparateur
Comparateur à seuil à AO
Les multivibrateurs astables à AO
Etat initial du multivibrateur
Evolution durant l'état instable 1
Evolution dans l'état instable 2
Signal généré par le multivibrateur astable
Multivibrateurs monostables à AO
Analyse du fonctionnement
Evolution durant l'état instable -1
Evolution dans l'état stable
Les signaux générés par le multivibrateur monostable
Université Cadi Ayyad
Faculté des Sciences Semlalia-Marrakech
Département de Physique
filière SMP /S5
Module électronique analogique
Module 27 : Electronique Analogique : Cours 18H, 18H TD et 12H TP
- Rappel sur les transistors en régime dynamique : schéma équivalents en basse et hautes
fréquences
- Amplificateurs de base à transistors bipolaires et à transistors à effet de champ
- La contre réaction
- Amplificateur différentiel
- Amplificateur opérationnel et ses applications
- Les multivibrateurs
Ce cours se décompose en six chapitres:
- Amplificateurs à transistors en BF
- Amplificateurs à transistors en HF
- Amplificateur différentiel
- L’amplificateur opérationnel et ses applications
- La Contre Réaction
- LES MULTIVIBRATEURS
Nom du dossier : Cours fssm Électronique Analogique smp s5 By ExoSup.com
Taille du dossier : 2.15 MB
Date de publication : 02/07/2016
id=970
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Date de publication : 02/07/2016
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Electronique Analogique
Chapitre I Amplificateurs à transistors en basses fréquences
I - Transistors Bipolaires
Le régime des petits signaux
Droite de charge statique et dynamique
Schéma équivalent ‘petits signaux’ du transistor
Schéma simplifié
Condensateur de liaison et condensateur de découplage
Schéma équivalent d’un montage à transistor en régime variable
Les amplificateurs à transistors
Schémas d’un amplificateur en fonction des carctéristiques fonctionnelles
Classification des amplificateurs
Montages fondamentaux à transistors bipolaires
Amplificateur Emetteur Commun (E. C.)
Schémas équivalents en petits signaux et en basses fréquences
Gain en tension : Av
Gain en courant : Ai
Impédance d’entrée : Ze
Impédance de sortie : Zs
Influence de la capacité de découplage sur le gain en tension
Exemple de calcul de CE
Conclusions
Amplificateur Collecteur Commun (C. C.)
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Gain en courant : Ai
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Amplificateur Base Commune (B. C.)
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Gain en courant : Ai
Conclusions
Exemple d’ordre de grandeurs des caractéristiques des trois montages
II - Transistor à effet de champ
Modèle en régime dynamique
Amplificateurs à TEC
Etage Source Commune
Entrée sur la Grille, sortie sur le Drain
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Etage Drain Commun
Entrée sur la Grille, sortie sur la source
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Etage Grille Commune
Entrée sur la Source, sortie sur le Drain
Gain en tension : Av
Impédance d’entrée : Re
Impédance de sortie : Rs
Conclusions
Chapitre II Amplificateurs à transistors en hautes fréquences
I - Transistors Bipolaires
Réponse d’un amplificateur en Très Basses Fréquences
Influence de la capacité de découplage
Influence des capacités de liaison sur le gain en tension
Gain en tension du montage : Av
Conclusion
Schéma de Giacoletto
Conclusion
Signification physique des éléments du modèle de Giacoletto
Fréquence de coupure et fréquence de transition
Gain en courant émetteur commun
Gain en courant base commune
Fréquence de transition : fT
Théoème de Miller
Réponse en hautes fréquences du montage Emetteur Commun
Gain en tension
Conclusion
II - Transistor à effet de champ
Fréquence de Transition
Réponse en hautes fréquences du montage Source Commune
Gain en tension de l’amplificateur : Av
Gain en tension du montage: Avm
Conclusion
III - ETUDE DE QUELQUES MONTAGES AMPLIFICATEURS
Couplage entre étages
Montage en cascade
Couplage capacitif
Couplage direct
Etages à transistor compound
Impédance d’entrée du Darlington
Gain en courant : Ai
Impédance de sortie du Darlington
Montage cascode (configuration EC-BC)
Etage Emetteur suiveur
Générateur de courant
Miroir de courant
Chapitre III Amplificateur différentiel
Montage de Base
Amplificateur différentiel à transistors bipolaires
Etude en régime statique
Point de repos
Analyse du montage en mode différentiel
Caractéristiques de transfert
Analyse du montage en mode commun
Etude en régime dynamique
Etude en régime mode commun ( ved = 0)
Gain en mode commun
Impédance d’entrée
Etude en régime mode différentiel ( vec = 0)
Gain en mode différentiel
Impédance d’entrée
Taux de Rejection en Mode Commun de l’amplificateur
Amplificateur différentiel à transistors à effet de champs
Polarisation
Etude en dynamique de faibles signaux
Gain différentiel
Gain en mode commun
Application numérique
Exemple de calcul
Amélioration du TRMC
Application numérique
Chapitre IV L’amplificateur opérationnel et ses applications
Symboles
Historique
Amplificateur opérationnel idéal
Amplificateur opérationnel réel
Schéma équivalent de l’A.O
Imperfections de l’amplificateur opérationnel
Influence de l’´etage d’entrée
Tension de décalage (tension d’offset)
Courant de polarisation :
Courant de décalage (courant d’offset)
Slew rate
Réponse en fréquence
Influence de l’alimentation
Influence de la température
Caractéristique de transfert
Conclusion
Caractéristiques d’amplificateurs d’usage courant
Montages à amplificateur opérationnel
Montage inverseur
Gain en tension
Impédance d'entrée
Exemple
Montage non inverseur
Gain en tension
Impédance d’entrée
Applications de l’amplificateur opérationnel
Montage suiveur
Amplification de différence
Montage Intégrateur
Analyse temporelle
Analyse harmonique
Montage Dérivateur
Analyse temporelle
Analyse harmonique
Montage sommateur inverseur
Comparateur de tension
Les filtres actifs
Schéma général
Filtre passe bas du 1er ordre
Filtre passe haut du 1er ordre
1er exemple
2ème exemple
Filtre passe-bas du second ordre
Filtre passe haut du second ordre
Filtres passe-bande .
Filtres réjecteur de bande (ou coupe bande) .
Filtre actif du second ordre : cellule élémentaire active de Sallen-Key
Passe-bas
Filtre passe haut
Filtre actif du second ordre : cellule élémentaire active de Rauch
Filtre actif du second ordre : cellule élémentaire active de Rauch
Passe bas
Passe-haut
Passe-bande
Chapitre V: La Contre Réaction
Introduction
Configurations et relations d’une contre réaction
Propriétés générales de la contre réaction
Stabilisation du gain aux variations des caractéristiques de l'amplificateur
Stabilisation du gain aux variations des caractéristiques de l'amplificateur
Application numérique
Exemple
Précision du gain
Réduction de la distorsion non-linéaire
Elargissement de la bande passante
Contrôle des impédances d'entrée et de sortie
Remarque
Topologies des systèmes à réaction
- Raccordement à l’entrée
- Raccordement à la sortie
Contre réaction série-série (ou courant-tension)
Contre réaction série-parallèle (ou tension-tension)
Contre réaction parallèle-série (ou courant-courant)
Contre réaction parallèle-parallèle (ou tension-courant)
Exemples de montage à transistors bipolaires
Contre réaction série-série
Contre réaction série-parallèle
Contre réaction parallèle-série.
Contre réaction parallèle-parallèle.
Chapitre VI : LES MULTIVIBRATEURS
I - Définition :
* Etat stable
* Etat instable (ou quasi-stable)
1 - LES MULTIVIBRATEURS BISTABLES
2 - LES MULTIVIBRATEURS MONOSTABLES
3 - MULTIVIBRATEURS ASTABLES
II - LES MULTIVIBRATEURS A TRANSISTORS
Conditions de fonctionnement.
1 - Multivibrateurs bistables
Schéma du montage
Conditions de saturation
Formes des signaux générés par le bistable
2 - Multivibrateurs monostables
Schéma du montage
Calcul de la durée de l'état instable
Signaux générés par le monostable
3 - Les multivibrateurs Astables (deux états instables)
Schéma du montage
Evolution du montage à partir de l'état instable 1
Evolution du montage à partir de l'état instable 2
Forme des signaux générés par l'Astable
III - LES MULTIVIBRATEURS A AMPLIFICATEURS OPERATIONNELS
Fonctionnement de l'AO en comparateur
Comparateur à seuil à AO
Les multivibrateurs astables à AO
Etat initial du multivibrateur
Evolution durant l'état instable 1
Evolution dans l'état instable 2
Signal généré par le multivibrateur astable
Multivibrateurs monostables à AO
Analyse du fonctionnement
Evolution durant l'état instable -1
Evolution dans l'état stable
Les signaux générés par le multivibrateur monostable
