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    A.ASTITO - F.S.T. Tanger

    UNIVERSITE ABDELMALEK ESSAADI FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

    TANGER

    Cours d'lectronique analogique

    Parcours GEGM

    Rappels sur les circuits lectriques Les quadriples La diode et ses applications Le transistor bipolaire : circuits de polarisations Le transistor en mode amplificateur L'amplificateur oprationnel

    Par M. Abdelali ASTITO

    2014

  • Cours dElectronique cycle d'ingnieurs EEA/GOI FST Tanger 2014

    A. ASTITO - F.S.T. - Tanger

    Page - 2 -

    Table des matires

    CHAPITRE I : Rappels circuits lectriques page 3

    CHAPITRE II : La diode et ses applications Page 14

    CHAPITRE III : Les quadriples page 23

    CHAPITRE IV : Gnralits sur les transistors jonctions. Page 29

    CHAPITRE V : Transistor bipolaire en Amplification Page 40

    CHAPITRE VI : Amplificateur oprationnel Page 52

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    Page - 3 -

    Chapitre I

    Rappels circuits lectriques

    1- Courant lectrique

    1-1- Dfinitions

    Dfinition : un courant lectrique est le dplacement d'un ensemble de porteurs de charges lectriques.

    Dans les mtaux conducteurs (cuivre, aluminium ) : les porteurs de charges sont des lectrons libres.

    Charge lectrique de llectron : q = -e = -1,610-19

    coulomb (C).

    Dans les solutions liquides (lectrolytes) : le courant lectrique est du aux ions (cations et anions : H+, Cl

    -

    ).

    1.2 Le sens du courant lectrique

    Dfinition : le sens conventionnel du courant lectrique est le sens du mouvement des porteurs de charges

    positives.

    Le sens conventionnel du courant est donc le sens inverse du mouvement des lectrons (q < 0) :

    1.3 L'intensit du courant lectrique

    Dfinition : Lintensit du courant lectrique i est la quantit dlectricit transporte par unit de temps.

    dq est la quantit dlectricit qui traverse la section du conducteur pendant la dure dt.

    Application :

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    Soit un fil conducteur dans lequel on un dbit de 100 milliards dlectrons par seconde. Calculer lintensit

    correspondante.

    Rponse :

    i = 10010 91,610

    -19 / 1 = 0,016 A

    Le courant lectrique est symbolis par une flche

    Le courant est positif quand on oriente la flche du courant dans le sens

    conventionnel

    Le signe du courant change quand on inverse lorientation :

    1.4 Mesure du courant lectrique

    Pour mesurer l'intensit d'un courant lectrique, on utilise

    un ampremtre, il doit tre branch en srie et jamais en

    parallle

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    Page - 5 -

    .5 Lois de Kirchhoff

    2.1 Loi des nuds : 1re loi de Kirchhoff

    Un nud est le point o se rencontrent plusieurs fils

    conducteurs

    La somme des intensits des courants entrants dans le

    nud est gale la somme des intensits des courants

    sortant du nud.

    I1 + I2 = I3 + I4

    Exemple :

    i1 = 3 A

    i3 = 5 A

    Calculer i2

    Rponse : i1+i2+i3 = 0

    i2 = -(i1 + i3)

    i2 = -8 A

    2 Tension lectrique

    2.1 - Dfinitions

    Une tension lectrique est une

    diffrence de potentiel lectrique

    Exemple : sur le circuit il existe

    entre les deux points A et B une

    diffrence de potentiel : une tension.

    Le point A se trouve un potentiel

    suprieur celui du point B.

    VA VB = +6 V (V : volts)

    La tension UAB est gale VA VB

    UAB = VA - VB

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    UAB en volt est la tension entre A et B

    VA est le potentiel lectrique au point A

    VB est le potentiel lectrique au point B

    Le potentiel lectrique est dfini une constante prs, souvent on prend un point de

    rfrence ( zro volts), c'est la masse

    Pour mesurer une tension on utilise un voltmtre, on le branche en parallle.

    Il a une rsistance trs grande pour que le courant qui le traverse soit trs faible ( nul)

    Exemple :

    Dans la figure ci-contre,

    Calculez les potentiels UAB, UAM, UBM:

    Rponse :

    UAB = UA - UB.

    UAM = UA - UM.

    UBM = UB - UM.

    .

    2.2 - Loi des mailles : 2ime loi de Kirchhoff

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    Lorsqu'on parcourt une maille (boucle ferme) , la somme des tensions rencontres le long

    de cette maille est gale zro

    Loi des mailles

    e u1 u2 u3 u5 = 0

    Loi des nuds :

    i1 = i2 + i3

    3 - Relation entre courant et tension

    3 -1 Loi d'Ohm

    Lorsqu'on applique une tension u aux bornes d'une rsistance R, celle-ci est parcourue par un courant i tel

    que :

    u = R i : loi d'ohm

    Avec u en volt , i en ampre et R en ohms

    Avec i circulant du potentiel le plus grand vers le potentiel le plus petit.

    4. Diples.

    Dfinition dun diple.

    Un diple est une portion de circuit comprise entre deux bornes (ples).

    Exemples de diples

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    Les sources

    Source de tension

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    Page - 9 -

    Exemple :

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    Page - 10 -

    5 Puissance et nergie lectrique

    5 1 Puissance lectrique

    La puissance lectrique mise en jeu dans un diple soumis une tension u et parcouru

    par un courant i est :

    P = ui

    P est exprime en watt

    6 Le diviseur de tension

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    Page - 11 -

    7 Le diviseur de courant

    Exercice

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    CHAPITRE II

    La diode et ses applications

    La diode est un composant qui a la caractristique de laisser circuler le courant lectrique dans un sens et de

    l'arrter dans l'autre sens.

    On peut faire analogique un systme hydraulique clapet tel que le montre cette figure :

    Analogie avec un systme hydraulique

    Caractristique courant-tension :

    Si on fait varier la tension U aux bornes de la diode (U = VA VK) et on relve le courant I

    qui traverse la diode on obtient la caractristique suivante :

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    La diode est donc un composant non linaire.

    Circuit de polarisation :

    Structure d'une diode :

    Une diode est un semi-conducteur qui comporte deux rgions, l'une dope de type N et

    l'autre dope de type P. Il se forme entre les deux rgions une zone de charge d'espace,

    c'est la jonction PN. Les lectrons qui proviennent de la zone N (dope en atomes

    donneurs d'lectrons) traveransent la jonction et se recombinent avec les trous qui se

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    trouvent en abondance dans la rgion P (rgion dop avec des atomes accepteurs

    d'lectrons).

    Les atomes de la rgion N ayant perdu leurs lectrons deviennent des charges positives

    fixes et les atomes de la rgion P ayant accept un lectron forment une charge ngative

    fixe. On obtient ainsi une zone de dpltion (pauvres en porteurs de chargeurs) entre les

    deux rgions du semi-conducteur, appele aussi zone de charge d'espace ou zone de la

    jonction ; c'est une zone isolante (ne contient plus les lectrons libres ni les trous. Les

    charges fixes (+Q) d'un cot et Q de l'autre forment ainsi un champ lectrique interne E.

    ce champ s'oppose aux autres lectrons qui tentent de traverser du cot N vers le cot P.

    Lorsqu'on polarise cette jonction en direct en appliquant une tension continue positive du

    cot N et ngative du cot N, on cre un champ lectrique externe dans le sens oppos du

    champ interne, cela provoque une diminution de cette zone de charge d'espace et partir

    d'un certain seuil, la jonction commence conduire.

    Lorsqu'on applique une tension inverse, le champs externe cre, a le mme sens que le

    champ interne, la largeur de la zone d'espace s'largit et la jonction bloque de plus en plus

    le courant.

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    Comportement d'une diode dans un circuit

    Dans un circuit lectrique une diode peut t