Cours ELE-3300 - Électronique 1 Examen final - hiver 2003

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ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL

Département de génie électrique

Examen final d'Électronique 1 - (ELE-3300) Lundi 5 mai 2003 – 9H30 à 12H00

• Seul un "aide-mémoire" (feuille 8.5 x 11") et une calculatrice sont autorisés.

Question 1 : 4 points

Le circuit ci-dessus est appelé un "simulateur d'inductance". Son impédance d'entrée Z1 est :

1) eq.(LjR

RRRCj

IV

Z e2

431

1in

1in1 ω=ω=≡

où Le est l'inductance équivalente.

a) En considérant l'étage formé de U2, R3, R4 et C séparément du reste du circuit, démontrez que l'impédance Z2 est donnée par l'expression :

où ZC est l'impédance du condensateur. Supposez que l'ampli.-op est idéal.

b) Démontrez que l'impédance d'entrée Z1 du circuit complet est donnée par l'équation (1).

C

43

2in

2in2 Z

RR

IV

Z −=≡

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Question 2 : 4 points

Le circuit ci-dessus est un amplificateur de courant. L'ampli-op est considéré idéal.

a) Calculez le gain de courant : in

outi I

IA =

b) Déterminez l'impédance d'entrée : Zin = Vin / Iin .

c) Déterminez l'impédance de sortie : Zout = Vout / Iout ..

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Question 3 : 6 points

Le transistor Q1 a pour caractéristiques : β = 100, VBE = 0.7 V @ IC = 1mA, VA = 100 V. L'am-pli-op U1 peut être consideré idéal.

a) Calculez la tension à la base de Q1 au point de repos. b) Calculez le courant de collecteur de Q1 au point de repos. c) Dessinez le circuit équivalent petit signal (Considérez C1 à C4 comme infinis). d) Calculez les paramètres gm, rπ et r0 du transistor. e) Calculez le module du gain de tension à mi-bande : Av = Vout / Vin. f) Calculez le module de l'impédance d'entrée à mi-bande : Zin = Vin / Iin. g) Expliquez brièvement le rôle du condensateur C4.

N.B. L'ampli-op U1 est alimenté entre VCC et 0V mais les connexions ne sont pas montrées afin de simplifier le schéma. Supposez que l'ampli-op, ainsi alimenté, fonctionne normalement.

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Question 4 : 6 points

Les transistors dans l'amplificateur ci-dessus ont les caractéristiques suivantes : § Q1 : JFET canal N, IDSS = 16 mA, VP = -4 V, VA = -100 V § Q2 : BJT npn, β = 100, VBE = 0.7 V, VA = -100 V.

Les condensateurs C2 et C3 peuvent être considérés infinis.

a) Dessinez le circuit équivalent petit signal de l'amplificateur. b) Développez une expression générale pour le gain de tension AV = vout / vin . c) Développez une expression générale pour l'impédance d'entrée Zin = vin / iin. d) Calculez R1 pour que le module de l'impédance d'entrée à mi-bande soit | Zin | = 10 MΩ. e) Calculez C1 pour que la bande passante débute à 10 Hz (i.e. fC -3dB = 10 Hz). f) Calculez ICQ, le courant de collecteur de Q2 au point de repos. g) Calculez la valeur du gain de tension (AV) à mi-bande. h) Calculez la tension de repos au drain de Q1.

Les professeurs : Robert GUARDO et Mohamed MEKIDÈCHE tél : 4365