Electronique analogique 1 – 1h30.

Nom :
Electronique analogique 1A - Rattrapage
Prénom :
Rendre le sujet avec votre copie
Electronique analogique 1 – 1h30.
Rattrapage – Vendredi 22 janvier 2016.
Une attention particulière sera portée au soin lors de la correction et de la notation (écrire
proprement, utiliser plusieurs couleurs, entourer les résultats avec une règle, etc.)
Aucun document n’est autorisé
calculatrice autorisée.
4 pages, 3 exercices, note sur 20.
Exercice 1 – Questions de cours – 5 pts.
Des réponses succinctes sont attendues.
1) En quoi un semi-conducteur diffère-t-il d’un conducteur ? Illustrer votre réponse par
un schéma.
2) Donnez le symbole d’un NMOS (vous porterez sur le dessin les courants et tensions
significatifs). Donnez les équations régissant le courant de drain du NMOS pour les 3
régimes de fonctionnement possibles (vous préciserez les conditions associées).
3) Dessiner le modèle petits signaux d’un NMOS. Quelles sont les conditions de validité
de ce modèle ?
Voir cours pour la correction de l’exercice 1.
2015-2016
1
Electronique analogique 1A - Rattrapage
Exercice 2 – Montage à diode – 5 pts.
On considère une diode dont la caractéristique courant – tension est représentée figure 1. Sa
tension de seuil V0 vaut 0,6 V ; un point de fonctionnement est donné sur la figure.
Figure 1 – Caractéristique courant – tension de la diode.
1. Dessiner le schéma équivalent de la diode pour vD > V0 (dans cadre de la 3ème
approximation). Préciser (ou calculer) les valeurs numériques des différents
paramètres.
2. On considère le montage de la figure 2.
a. Calculer ID et VD (le plus précisément possible).
b. Calculer ID et VD dans le cadre de la 2ème approximation.
c. Commenter.
Figure 2 – Montage diode.
2
2015-2016
Electronique analogique 1A - Rattrapage
Exercice 3 – Détecteur de passage – 10 pts.
Un capteur hyper-fréquence produit une tension VE dont l’amplitude varie lors du passage
d’une personne devant une porte automatique.
La porte devra s’ouvrir à condition que la personne présente se trouve en un point compris
entre 2 m et 4 m de la porte. La structure de la figure 3 conditionne le signal VE.
Pour la simulation on prendra pour VE un signal sinusoïdal d’équation :
VE = A.sin(31,4.t) + 0,6
Figure 3 – Schématique du circuit détecteur de passage.
Les tensions d’alimentation valent VCC = 5 V, VSS = 0 V
Les amplificateurs opérationnels sont de type RAIL to RAIL, leurs tensions de saturation sont
celles de leurs alimentations (ici +5 V et 0 V). La diode 1N914 possède une tension VF de
l’ordre de 0,6 V pour un courant 1mA < IF < 30mA.
Caractéristique du NMOS Q1(VN2222) : RDSon = 1 Ω gm = 2,2 mA/V Vtn = 3 V
Travail de réflexion préalable (non noté) :
- Vous recherchez le mode de fonctionnement de chaque AOP (linéaire ou saturation).
- Vous rechercherez comment se comporte C5 (10pF) à la fréquence de Ve.
- U3, U4, R7, R8, R9, R10, D1, D2 forment un comparateur à fenêtre. Pour la question
4, Vous calculerez VP1 et VP2, vous en déduirez les valeurs possibles de VS3 et VS2
en fonction de VS1, VP1, VP2, puis VS4 en fonction de VS2,VS3.
1) Quel est le rôle de C2 : (1p)
2015-2016
3
Electronique analogique 1A - Rattrapage
2) Quel est le rôle de l’ensemble R12, R13, U1 ? (1p)
3) On desire sur VS1 dans la bande passante du filtre une amplitude crête à crête de 4 V (comme sur les
chronogrammes de la figure 4). Quelle doit être l’amplitude crête à crête de VE, justifier votre réponse ?
(2p)
1. .
(4 pts)
En noir sur chaque graphe est représentée la tension VS1 comme repère.
4) Compléter les graphes de la figure 4 à la règle et en correspondance de VS1. Indiquer les
tensions remarquables (6p max) (-1 par erreur)
VS2
VS3
VS4
VR
Figure 4
4
2015-2016
Correction exercice 3
FEUILLEREPONSE:
1) QuelestlerôledeC2:éliminerlacomposantecontinuede
VE
Nom:
Prénom
2) Quelestlerôledel’ensembleR12,R13,U1?Produireunereferéncedetensionde2,5v
3)OndesiresurVS1uneamplitudecrêteàcrêtede4v(commesurleschronogrammesci-dessous),queldoitêtre
l’amplitudecrêteàcrêtedeVE,justifiervotreréponse(onconsidèreraqueC5estuncircuitouvertauxfréquence
considérées)?
Montageinverseur,àlafréquencedeVE,C5secomportecommeuncircuitouvert.
Av=-R3/R2=9ilfautVEcrêteàcrête=4/9=0,44v
EnnoirsurchaquegrapheestreprésentéelatensionVS1commerepère.
4)Tracerencorrespondanceetdanscetordre:VS2,VS3,VS4,VR.Indiquerlestensionsremarquables
VS2
VS3
VS4
VR
Page2