1 composants electroniques

8/8/2019 1 composants electroniques

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année universitaire 2008 / 2009 1

composants actifs électroniques

Cours découverte LGE 408

A. Ababou


De quoi sont-ils faits ?

• Les composants actifs discrets (diodes ettransistors) sont généralement fabriqués à partird’un matériau semiconducteur qui n’existe pas àl’état naturel : le silicium (symbole chimique Si).

• L’intérêt majeur des semiconducteurs parrapport aux matériaux conducteurs et desmatériaux isolants est leur possibilité de dopage.


Si intrinsèque

nSi= 4 1022 at/cm3

n (valence) ≈ 5 1023 cm-3

Nombre d’e- libres : n

Nombre de trous libres : p

Loi d’action de masse :

n . p = ni2

Si intrinsèque ⇔ n = p = ni ≈ 1.1 1010 cm-3


Si dopé NNSi= 4 1022 at/cm3

NP ≈ 1016 cm-3



nn = 1016 cm-3

pn = 104 cm-3

Électrons majoritaires

Trous minoritaires


Si dopé PNSi= 4 1022 at/cm3

NB ≈ 1016 cm-3



pp = 1016 cm-3

np = 104 cm-3

Trous majoritaires

Electrons minoritairesannée universitaire 2008 / 2009 6

SC P et SC N avant contact

Pas de jonction PN . Pas de zone de charge d’espace



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Jonction PN à l’équilibre

SC P (neutre) SC N (neutre)ZCE

Zone de Charge d’Espaceannée universitaire 2008 / 2009 8

Jonction PN polarisée en direct

La largeur de ZCE diminue

P N


Jonction PN polarisée en inverse

la largeur de ZCE augmente


Caractéristique d’une diode

• Laisse passer le courantdans un sens pour unetension supérieure à latension seuil de la diode.

• Ne laisse pas passer lecourant dans l’autre sens

sauf si la tension vaut latension d’avalanche pourlaquelle I augmente trèsbrutalement risquantd’entraîner la destructiondu composant.


Exemples de diodes


Diode polarisée en inverse

Diode polarisée en direct



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Redressement simple alternance

Redressement double alternance






Filtrage d’un redresseur double alternance

avec RC=0.01s


Filtrage d’un redresseur double alternance

avec RC=0.1s


Diode zenersi épaisseur de jonction faible

et si taux de dopage important

alors effet zener quand V=Vz.

Tension stabilisée Vz pour

Imin ≤ I ≤ Imax.



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Données : Pmax = 500mW ; Uz = 6.2V (1N5234B) ; Ua = 20V ; Imin =5mA

- Calcul de Imax : on déconnecte la charge Imax = Pmax/Uz = 0.5/6.2 = 80.6mA

- Calcul de Rp : Rp = (Ua – Uz) /Imax = 172Ω. Valeur normalisée : 180Ω

- Puissance dissipée par R : P= (Ua – Uz)2/R = 1W

-Calcul de Rc min : Rcmin= Uz/Icmax ; Rcmin= 86.5Ω;

avec Icmax = (Ua-Uz)/Rp – Imin Val. Norm. : 86Ω ou 91 Ω (tol. 5%) année universitaire 2008 / 2009 20

Diode Electroluminescente

méplat SC de la famille des III-V


Exemple de montage simple


Photodiode


Réponse d’une photodiode




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Exemple de montage

convertisseur courant-tension appelé également

amplificateur transimpédanceannée universitaire 2008 / 2009 26

Transistor bipolaire


Effet transistor


Effet transistor(conduction par e- et trous)

Sans polarisation

Avec polarisation


Exemple de montage

E C Bannée universitaire 2008 / 2009 30

Transistor MOSFET à

appauvrissement D-MOS canal N

• Metal Oxyde Semiconductor FieldEffect Transistor

• Grille isolée du canal par SiO2

• 4 électrodes

• IDS commandé par VGS

• D-MOSFET canal N passant(normally ON) si VGS = 0 et devientde – en – conducteur si VGS<0 et|VGS | ↑



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Transistor MOSFET àappauvrissement D-MOS canal P

• IDS commandé par VGS

• D-MOSFET canal P passant(normally ON) si VGS = 0 etdevient de – en – conducteur siVGS>0 et VGS ↑

• Transistor bloqué si VGS > VGSoff


Transistor MOSFET àenrichissement E-MOS canal N

• Le transistor E-MOS estbloqué en l’absence detension de commandeVGS

• Le transistor E-MOScanal N est passant siVGS > VTH > 0


Transistor MOSFET àenrichissement E-MOS canal P

• Le transistor E-MOSest bloqué enl’absence de tensionde commande VGS

• Le transistor E-MOScanal P est passant siVGS < VTH < 0


modèle linéaire du E-MOSFET

• Le comportement du MOSpour de faibles tensionsDrain-Source obéit aumodèle linéaire : IDS ∝ VDS

• Le E-MOSFET fonctionnecomme une résistance

commandée par unetension.


Circuit intégré

• Il intègre souvent plusieurstypes de composantsélectroniques de base dansun volume réduit, rendant lecircuit facile à mettre enœuvre.

• Il peut être de typeanalogique ou numérique


Présentation d’un circuit intégré• Un circuit intégré se présente

généralement sous la forme d'un petitboîtier rectangulaire noir muni debroches de chaque côté.

• Une encoche en creux permet dedéterminer l'emplacement de labroche 1 qui se trouve à gauche decette encoche. La broche 2 se trouveau dessous et les autres sontnumérotées dans le sens inverse desaiguilles d'une montre.

• Le nom du fabriquant et la référencedu modèle sont imprimés sur la facesupérieure du boîtier.



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Timer NE 555

• Un timer, ou timingcircuit, est un C.I. conçupour délivrer en sortiedes signaux dont lapériode est d'une duréetrès précise.

• Ces C.I. donnent lieu àde multiples applications:par exemple : basculesmonostables ou astables


Schéma équivalent du timer NE555

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Exemple d’application du timer NE555

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