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FACULTE DES SCIENCES DHAR ELMEHRAZ DEPARTEMENT DE PHYSIQUE

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(1)

FACULTE DES SCIENCES DHAR ELMEHRAZ DEPARTEMENT DE PHYSIQUE

II 3 8

es m

SMPNG

S 5

TRAVAUX DIRIGES

ELECTRONIQUE ANALOGIQUE

Pr Abdelilah RJEB

Ann é e Universitaire 2012 /2013

al3abkari-pro.com

(2)

UniversitéSidi MohamedBen Abdellah Faculté desSciencesDhar ElMehraz

-

Fès

Départementde physique

TD D’ ELECTRONIQUE ANALOGIQUE S 5 (SMP NG )

S é rie N°1

Exercice 1

l

On considère unpont de Weatstonepurement

r

ésistif

,

|

alimenté par un générateur idéal de tension continue

|

(figure suivante)

.

|Quel estle générateur deTheveninéquivalent entre A

|etB.

L

Wv

R2

A

rAA RI

/

V

n

WrrAA

R4 B R

/ V

3

Eol !

.

]

i h

:

X

Exercice 2

Soit le quadripole actif Q de la figure

|

suivante,définiparses paramètreshybrides

hjj

, A

VI

I

avec(h)2

=

h22

-

0)

aux

bornesduquelon place

^

|une résistance

RB

est

une

résistance

Ru

.

;

§Déterminer les paramètres

Hjj

du nouveau

|

quadripole équivalent

.

L

Exercice 3

5a)SoitZ

=

(C// xR),donnerl’expression deVsen fonction de Z

,

R,

x,

R2,R3,e]5e2ete3du montage ci

-

dessus.

b) Pour e2 = Ve

,

ei

=

e3 = 2Ve et R2

= R

3

= R,

donner l’expression de H(jco)

=

Vs/Veenfonction

de

x

,

R

, c et co

.

Mettre H(jco) sous la forme de

I

produit defonctionsélémentaires

.

ys

I

c) Dans le cas ou le curseur du potentiomètre est

| I

exactement au milieu,que devient l’expressionde

H(j<o) ?

Q

'- :

4

rx t î I

iU

2

^ <

Ru *

\

v

2

J

xRw

VA

R

Wv

R2

©

4

al3abkari-pro.com

(3)

r

Exercice 4 :

On considère lesmontages àdiodesidéales delafigure suivante

,

Ve = VM

smart.

R R

Vc

T

: Vc (d) R

:

_ET

Vs

V s

Ve (b) R:

T

Ve (e) C

-

p

Vs

Vs

Ve (c)

5

"

Ve (f) C

J

Vs

Vs ?

I Pour

chaquemontage, donnerl'allure de

Vs

dans le cas

o

ùE <

VM - I

r Exercice ~ 5 :

I Onconsidèrelecircuit de la figuresuivantequ'

on

appellecircuità seuil :

1

?

On suppose queladiodeest idéale.

1)Pourquellevaleur VQde

Vx

ladiode commenceàconduire

.

2)Tracerla caractéristique

Vy =

f(

Vx

)

.

3) Si on voulait tenir compteduseuil EQ de ladiode,donner la nouvellevaleurdeVQ.

>

Exercice 6

On considère le montageredresseurdelafigureci

-

dessous

.

Lesquatrediodessontréelles. Ilsontune tensiondeseuil

Eo

etune résistance interne nulle.

Latension d

entrée duGénérateur,

Ve = VMsin

œ t

.

Avec2

Eo

<

VM -

a)

Dans

quel intervalledevariationde Ve lesdiodes

Di

etD3commencentàconduire ?Que devientlemontagedanscecas ? Donner l’expressiondeVs

en

fonction de R, Ve et

Eo.

b)Dansquelintervalledevariationde Ve les

diodes

D2et D4 commencentàconduire?Que devientlemontagedans ce cas ? Donner l’expressionde Vs

en

fonctionde R,Ve et

Eo .

c) Dans quel intervalle de variation de Ve les quatre diodes sont bloquées?Que devient le montagedans ce

cas

?Donnerl

expressiondeVs

.

d) Sur un axe de variation de Ve résumer le comportementdes quatrediodes

.

e) Pour lintervalle de variation de Ve, tracer la variation deVs enfonction

de

Ve.

f)Sur

un

me

graphe tracer lesvariations de Veet Vs

en

fonction dutemps

.

J

al3abkari-pro.com

(4)

I

UniversitéSidi MohamedBen Abdellah 2012/2013

FacultédesSciencesDharElMchraz

-

Fès Département de physique

TD D ’ ELECTRONIQUE ANALOGIQUE S5 (SMP NG) S érie N ° 2

Exercice 1

I

Lemontagede la figure suivante est formé dedeuxétages àtransistor.

Ti

etT2sont deux|

|

transistors identiques de gain en courant

P

etdemêmetensionbase

-

émetteur

. 11

)Calculer

IBI

en fonctionde

VE

2M>

VBIM

et

RB -

î

2)Calculer

VBIM en

fonction de

Ri

,

p

,

IBi

et

VBIEI -

A

13

) En supposant

IB

2

n

égligeable devant

Ici ,

calculer

VE

2M erf|

I

fonctionde

VCc

,

R

2

, P

,

IBI

et

VB

2E2

-

|4)

En

déduire l’expression de

IB

] en fonction de

VCc

>

VBiEi

,

f VB

2E2>

P

>

RB

,R2et

Ri .

Donner savaleurnumérique sachant que

I

:

|

p

= 100 ;

VBIEI = VB

2E2

=

0

,

5V ;

VCC =

12V :

RB =

180kQ;

I Ri =

lkO;R2= 8,2KO;

R

3

=

3

,

3kOetR4

=

4,7KO

.

.

|

5) Calculer :

Ici

, et

Ic

2

.

-

6)Calculer

VCEI

;

VCE

2;

VEIM

et

VE

2M

-

B, Ri

!'

(L

Exercice 2 :

Soit le montage émetteur

commun

à based’untransistor

.

I

Onutiliseraon dynamique pourle transistor

hi

2

-

h22

=

0

|

figure suivante:

11

)Donnerlesché

ma

équivalentdu montage endynamique

I

etsimplifier cesché

ma.

Rg

12

)Calculerle gain encornantdu montage.

13

)Calculerle gainentension du montage.

14

)Calculerl’impédance dentrée du montage

. 15

)Calculer l’impédance desortiedu montage

.

Exercice 3 :

|

Un transistorbipolaire de paramètres hybrides h2i

=

80;

hn

= 2kO ;

hi

2

=

0 eth22

=

104est

\

|

utilisédans lemontagede la figuresuivante:

^ ^

11

)Déterminerle point de fonctionnement du transistor

.

12

)Donnerle sché

ma

dynamiquedumontage.

I

3)Calculerlasistance d'entréedumontage,

f

4)

D

éterminer le gain

en

tension

Av = Vs

/

Ve .

l!

1 i

; 5)

D

éterminer larésistance de sortie si l'onsuppose que

8larésistance interne dugénérateur d'attaque estnulle

.

Ondonne :Rj=30kO;R2

=

lOkO;

Rc =

l,2kO ;

| RE =

2000 ;

R

'E

=

8000et

Ip =

10

IB -

o

0

*p f

al3abkari-pro.com 1

(5)

Exercice 4 : ( Montage Darlington)

RB

I

I

Deux transistors Tj et T2 sont montés comme

I

l'indique le schéma de la figure suivante

.

Le point de

i

fonctionnement deT2est défini par : M

!

K.

I VCE

2

-

5V;

VBE

2

= VBEI

=0,7V ;

IC

2

-

10mA

. JH

I

Dautre part

Pi

= 70;

p

2

=

50;

hi

2

=

0 et

I

122= 0

. ©

11

) Exprimerpuis calculer les courants continus dans les

|

I

differentes branches

.

12V

1

Vs

i

;

2)Calculer

Rc

et

RB .

§

3)

Ti

etT2formantuntransistoréquivalent

T .

Sachant que pourchaquetransistorona:

l

[

le = PIB

+ (

P

+ 1)

ICBO

],déterminer l'expression ducourant

ICBO

de

T

en fonctionde

ICBOI

de

I Ti

et

ICBO

2de

T

2

.

des courants

,

exprimeretcalculer

P

dutransistor

T

enfonction de

Pi

et

P

2

.

I

4)

Consid

érant lescomposantes alternativesdes courants

,

exprimer et calculer les

nouveaux I

paramètres hybrides du transistor

T.

I 5)Calculer larésistance d'entréedumontage,

son

gainen courant etsongainen tension

.

wars* iyjr*

Exercice 5

!

On considère l'amplificateur de la figure suivante, réalisé avec deux transistors NPN au

\

Silicium supposésidentiquesetayantunmê

me

point de fonctionnement:

| VBEI

-

VBE

2 - 0,6V;

VCEI

~

VCE

2~5V;

Ici — Ic

2

-

1mA et

IBi - IB

2 -lOpA

.

j

Ondonne:Vcc = 12V;

VRM

= 3V;

VRE =

2Vet

IRp

= 20pA

.

|

A-Dansla première partie en suppose que le condensateur

CB

est ouvert

.

|

I

-

Etudestatique :

|

1)Calculer les courants

IB , IRCI , IJEI

et

IE

2

-

\

2)

En

précisant très nettement les étapes du calcul, calculer les valeurs de toutes les|

I

sistances du montage:

RE , RC

2>

Rp

,

RB

;

RM

>

Rcb

et

Ri -

J

VVV #

-AAAi :

Rd

RB IB

£

TPI

c Rp<!

3

Vs

4 -

J

1

RM

< .

VRM

:

i»<

i f > * = -

CE

! I

* II

-

Etudedynamique:

ï Les deux transistors peuvent être représentés par un même sché

ma

équivalent hybride de

| i

mêmesparamètres

hi

i

=

2kQ,h2t

= P =

100et

hi

2

=

h22

0

.

I

On admettraquele condensateurCest court

-

circuité

.

4 -

al3abkari-pro.com

(6)

BSAf /W'/Af/Jr/A

\

1)Donner le schémaéquivalent dumontage.OnnoteraR=

Rci

//Rp

I 2)Donnerlexpressionde

iBi

enfonction de

iB

2.

\

I

3)Donnerl'expressiondugainentension

Gv

=

Vs

/

Ve

.

|

B-Danscettedeuxièmepartie lescondensateursCet

CB

sont court-circuités.

f

Onutilisera lesvaleurs de

Rci

,

Rc

2,Rp,

RE

,

RM

etde

Ri

trouvéesdanslapremière partie.

:

1)Donner le schémaéquivalentdumontage.OnnoteraR=

Rci

//Rp

J

2) DonnerlexpressiondugainencourantAi

= W isi - l I

3)Donnerl'expressiondugain entension

Gv

= V$/

Ve

, enfonction desélémentsdumontage

J

etde x.(0 <x < 1).

4)Onadmettraque

p

+ 1 estpeudifférentede (3. Calculernumériquement, enfonctionde x,

j

legain

Gv

etvérifierque

Gv

peutsemettresoulaforme:

Gv

|

5) Calculerlimpédance de sortie dumontage.

*V- «- -y.-o'. ». ..J

-

-../O r » - .

Exercice 6

3,21

I

1,03 - x

r

Onconsidèrelemontagedelafiguresuivantedans

I

lequelles transistors

Tt

etT2sontidentiques.

|Ondonne:

|

RD =

4kn;

Ri =

lOOkQ;R= 500

kH

;r=50Q;

|

E=30V;E= IV;Cj= InF; C2=10nF.

f

gm=5.K)'3A/V ; p

-

>ooet

Yn

=

YI

2

=

0.

II -

Etudestatique:

j

Les condensateurs

Ci

et C2 sont considérés 1comme des circuitsouverts. Pour chaque transistorle

I

courantstatique

ID

satisfaitla relation:

avec

IDss

=10mAet

Vp

=-2V

\

1) Donnerle schémaéquivalent statique dumontage

|2)Sachantque VQ$I=VQS2et

VDSI VDS

2etque

loi

=

IG

2

|a) Trouverla relationentrelescourants

IDi

;

ISi

;

ID

2et

IS

2

|b)Calculer

VGSI

etendéduire Lecourant

IDi

.

|

3)Calculerles tensionsauxpoints S2,D2,etG2.

\

4)Calculerlavaleurde R2,endéduire la valeur ducourantI quitraverse

Ri

etR2.

jj

II

-

Etude dynamique:

En régime dynamique, les condensateurs

Ci

et C2 sont court-circuités. Daprès le

|

|

schéma équivalent de chaque transistorFETenrégimedynamique :

|

a)Donner le schémaéquivalentdumontage.

1

Vs §

| b)Calculerl'expressiondugain en tension Av

=

.

0 _ I L

1

P

X _

\

c)Calculerla résistanced'entréeReetlasistance desortieRsdumontage.

5

al3abkari-pro.com

(7)

F

FacultédesSciences Dhar El IVtehrazmji

-

Fès Année:2012/2013 Département de physique

TD D ELECTRONIQUE ANALOGIQUE SMP NG Série 3

Exercice 1

:

Contre réaction tension -

courant

.

Soit le montage de réaction de la figure suivante où la grandeur pr é lev é

e

est un courant et la grandeur r é inject ée est une tension . La fonction de transfert de la chaîne de réaction est not é e K .

VPT ^ YiTi action

1 Tr reaction =

1 . Proposer un mod è le é quivalent pour l' amplificateur (chaî ne d ' action) .

2 . Calculer l 'imp é dance d ' entr ée du montage à réaction . Conclure .

3 . Calculer les admittances de transfert et de sortie . Conclure > \

4 . En faisant intervenir les grandeurs qu ' on vient de calculer , proposer un sché ma équivalent pour le circuit à réaction .

5 . Montrer que le montage de la contre r éaction tension - courant se comporte

comme un convertisseur tension - courant .

EXERCICE 2 .

R , R

2

ms -

r-mj-

cc

- V

A

Ve .

R

3

R

4

M

/W-

HWW

-

Lrxv

«

A

ve

2 EE

:

Vs

D é terminer l'expression de la sortie . A quelle condition a -

1

- on Vs = K

(

Ve

2

-

Vej)

?

al3abkari-pro.com 6

(8)

Exercice

3 :

Réponse de comparateurs à divers signaux .

Le montage ci - dessous ( figure 1) constitue un comparateur simple

.

L ' A . O . est suppos é idé al ; la tension de sortie Vs est limit é e par la saturation aux valeurs extr ê mes - Vsat et + Vsat (figure 2 ) . On donne Eo = 14 V , Vsat = 12V

,

Ro = 40

kQ

et

R = 16kO

.

V e f * I

R ,

R

Vsat

%

D

"

Vsat

Figure 1

:

Comparateur simple Figure 2

:

Caractéristique de l ' A . O

.

id

é

al .

1 .

ponse

du

comparateur simple

à une tension continue . La tension Ve est continue et positive

,

a

/

-

Calculer la tension diff é rentielle

8

.

b/ - On

augmente

la tension Ve de 0 à 10V ; repr é senter la caractéristique d

é

transfert Vs =f ( Ve ) .

2 . R é

ponse

du

comparateursimple

à un

signal triangulaire

.

La tension d ' entr é e Ve est un signal triangulaire sym é trique de p é riode T et d ' amplitude 6V ( figure suivante) .

AVe

6

V

- a

/

2

T

ô / T

a / - Repr é senter en le justifiant le graphe Vs = f (t) pour 0 < t< 2T

.

b/ - D é terminer le rapport des duré es des niveaux haut et bas .

3 . Comment sont modifi és les r ésultats pré c édents si on permute les entr é es ( - ) et

(+ ) dans le montage é tudi é ?

al3abkari-pro.com ?

(9)

Exercice 4

:

On considè re le montage à r é action de la figure ci - dessous constitu é par un A . O . non inverseur est une cha îne de réaction form ée de deux bobines coupl é es par induction mutuelle , une capacité C et une r é sistance R .

1 - Exprimer la matrice impédance du quadripole form é e des deux bobines couplé es par induction mutuelle .

2 - Calculer le taux de action .

3 - Ecrire la condition d'oscillation .

A - Déduire la fréquence d 'oscillation

©

o

*

B - D éduire le gain à

©

o -

C - Quel est le gain minimum de la chaîne d ' action pouvant amorcer l ' oscillateur?

EXERCICE 5

:

Oscillateur à pont de Wien .

On consid è re l'é

tage

amplificateur donné par le circuit de la figure suivante :

Vs

SJ L'amplificateur opé rationnel est suppos é id éal (gain en boucle ouverte infini ) . Donner l ' expression de l' amplification en tension G

ô ,

al3abkari-pro.com «

(10)

II

,

Etude du

Quadripole

de

action .

Soit le quadripole repr é sent é par la figure suivante :

c R

iMZZI r — A

Ve R C ÿ Vs

J

1 . Calculer la fonction de transfert de ce montage (rapport PGco ) = Vs / Ve )) .

2 . D éduire le d éphasage Arg( Vs / Ve ) . Tracer le module et la phase de PG

©

) -

3 . Quelle est la valeur de pOœ ) lorsque l ' entré e et la sortie sont en phase .

X EXERCICE

6:

Montage astable

.

Consid é rons le montage de la figure suivante où l ' A . O . est suppos é id éal .

R

T7T 777"

1 . Tracer les chronogrammes de la tension Vc aux bornes de la capacit é et la tension de sortie Vcs en fonction du temps.

2 . Calculer la duré e x \ de l ' é tal - Vsat et la duré e

i

2 de l' état Vsat - En déduire la

p é riode T de l' astable .

3 . Simplifier les résultats dans le cas o ù Vr éf = 0 .

4 . Comparer alors les rapports cycliques

^

et

al3abkari-pro.com 3

(11)

r

± 4 L

.

Ïï il

X

/

itE 4 Q

ta ï i

w

K \

S

^

1«

^

i

»

«

-

*

4

H

> ,

= < k - ^ * * Â * -

| li , I \ , tia l {

= 1 Z - Hi , r , ,

.

/ /

= — ^ V

)

- ^

*

* i

î

- ^ jn -

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K

= M

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-

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J(

) I ?

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»

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al3abkari-pro.com

(12)

i

Ik~

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al3abkari-pro.com

(13)

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al3abkari-pro.com

(14)

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