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
UniversitéSidi MohamedBen Abdellah Faculté desSciencesDhar ElMehraz
-
FèsDépartementde physique
TD D’ ELECTRONIQUE ANALOGIQUE S 5 (SMP NG )
S é rie N°1
Exercice 1
l
On considère unpont de Weatstonepurementr
ésistif,
|
alimenté par un générateur idéal de tension continue|
(figure suivante).
|Quel estle générateur deTheveninéquivalent entre A
|etB.
L
Wv
R2—
ArAA RI
/V —
nWrrAA
R4 B R/ V
3—
Eol !
.]
i h
:
X
Exercice 2
Soit le quadripole actif Q de la figure
|
suivante,définiparses paramètreshybrideshjj
, AVI
I
avec(h)2=
h22-
0)aux
bornesduquelon place^
|une résistance
RB
estune
résistanceRu
.;
§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/Veenfonctionde
x
,R
, c et co.
Mettre H(jco) sous la forme deI
produit defonctionsélémentaires.
ysI
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
r
Exercice 4 :
On considère lesmontages àdiodesidéales delafigure suivante
,
oùVe = VM
smart.R R
Vc
T
: Vc (d) R
:
_ET
Vs
V s
Ve (b) R:
T
Ve (e) C
-
pVs
Vs
Ve (c)
5
"Ve (f) C
—
J
Vs
Vs ?
I Pour
chaquemontage, donnerl'allure deVs
dans le caso
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 tensiondeseuilEo
etune résistance interne nulle.Latension d
’
entrée duGénérateur,Ve = VMsin
œ t.
Avec2Eo
<VM -
a)
Dans
quel intervalledevariationde Ve lesdiodesDi
etD3commencentàconduire ?Que devientlemontagedanscecas ? Donner l’expressiondeVsen
fonction de R, Ve etEo.
b)Dansquelintervalledevariationde Ve les
diodes
D2et D4 commencentàconduire?Que devientlemontagedans ce cas ? Donner l’expressionde Vsen
fonctionde R,Ve etEo .
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 l’intervalle de variation de Ve, tracer la variation deVs enfonction
de
Ve.f)Sur
un
même
graphe tracer lesvariations de Veet Vsen
fonction dutemps.
J
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I
UniversitéSidi MohamedBen Abdellah 2012/2013
FacultédesSciencesDharElMchraz
-
Fès Département de physiqueTD 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 courantP
etdemêmetensionbase-
émetteur. 11
)CalculerIBI
en fonctiondeVE
2M>VBIM
etRB -
î
2)CalculerVBIM en
fonction deRi
,p
,IBi
etVBIEI -
A13
) En supposantIB
2n
égligeable devantIci ,
calculerVE
2M erf|I
fonctiondeVCc
,R
2, P
,IBI
etVB
2E2-
|4)
En
déduire l’expression deIB
] en fonction deVCc
>VBiEi
,f VB
2E2>P
>RB
,R2etRi .
Donner savaleurnumérique sachant queI
:|
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
, etIc
2.
-
6)CalculerVCEI
;VCE
2;VEIM
etVE
2M-
B, Ri
!'
(L
Exercice 2 :
Soit le montage émetteur
commun
à based’untransistor.
I
Onutiliseraon dynamique pourle transistorhi
2-
h22=
0|
figure suivante:11
)Donnerleschéma
équivalentdu montage endynamiqueI
etsimplifier ceschéma.
Rg12
)Calculerle gain encornantdu montage.13
)Calculerle gainentension du montage.14
)Calculerl’impédance d’entrée du montage. 15
)Calculer l’impédance desortiedu montage.
Exercice 3 :
|
Un transistorbipolaire de paramètres hybrides h2i=
80;hn
= 2kO ;hi
2=
0 eth22=
10’4est\
|
utilisédans lemontagede la figuresuivante:^ ^
11
)Déterminerle point de fonctionnement du transistor.
12
)Donnerle schéma
dynamiquedumontage.I
3)Calculerlarésistance d'entréedumontage,f
4)D
éterminer le gainen
tensionAv = Vs
/Ve .
l!
1 i
; 5)
D
éterminer larésistance de sortie si l'onsuppose que8larésistance interne dugénérateur d'attaque estnulle
.
Ondonne :Rj=30kO;R2=
lOkO;Rc =
l,2kO ;| RE =
2000 ;R
'E=
8000etIp =
10IB -
o
0
*p f
al3abkari-pro.com 1
Exercice 4 : ( Montage Darlington)
RB
I
I
Deux transistors Tj et T2 sont montés commeI
l'indique le schéma de la figure suivante.
Le point dei
fonctionnement deT2est défini par : M!
K.I VCE
2-
5V;VBE
2= VBEI
=0,7V ;IC
2-
10mA. JH
I
D’autre partPi
= 70;p
2=
50;hi
2=
0 etI
122= 0. ©
11
) Exprimerpuis calculer les courants continus dans les|
I
differentes branches.
12V
1
Vsi
;2)Calculer
Rc
etRB .
§
3)Ti
etT2formantuntransistoréquivalentT .
Sachant que pourchaquetransistorona:l
[le = PIB
+ (P
+ 1)ICBO
],déterminer l'expression ducourantICBO
deT
en fonctiondeICBOI
deI Ti
etICBO
2deT
2.
des courants,
exprimeretcalculerP
dutransistorT
enfonction dePi
etP
2.
I
4)Consid
érant lescomposantes alternativesdes courants,
exprimer et calculer lesnouveaux I
paramètres hybrides du transistorT.
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 etIBi - IB
2 -lOpA.
j
Ondonne:Vcc = 12V;VRM
= 3V;VRE =
2VetIRp
= 20pA.
|
A-Dansla première partie en suppose que le condensateurCB
est ouvert.
|
I-
Etudestatique :|
1)Calculer les courantsIB , IRCI , IJEI
etIE
2-
\
2)En
précisant très nettement les étapes du calcul, calculer les valeurs de toutes les|I
résistances du montage:RE , RC
2>Rp
,RB
;RM
>Rcb
etRi -
J
VVV #-AAAi :
RdRB IB
£
TPI
c Rp<!3
Vs4 -
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
mêmesparamètreshi
i=
2kQ,h2t= P =
100ethi
2=
h22—
0.
I
On admettraquele condensateurCest court-
circuité.
4 -
al3abkari-pro.com
BSAf /W'/Af/Jr/A
\
1)Donner le schémaéquivalent dumontage.OnnoteraR=Rci
//RpI 2)Donnerl’expressionde
iBi
enfonction deiB
2.\
I
3)Donnerl'expressiondugainentensionGv
=Vs
/Ve
.|
B-Danscettedeuxièmepartie lescondensateursCetCB
sont court-circuités.f
Onutilisera lesvaleurs deRci
,Rc
2,Rp,RE
,RM
etdeRi
trouvéesdanslapremière partie.:
1)Donner le schémaéquivalentdumontage.OnnoteraR=
Rci
//RpJ
2) Donnerl’expressiondugainencourantAi= W isi - l I
3)Donnerl'expressiondugain entensionGv
= V$/Ve
, enfonction desélémentsdumontageJ
etde x.(0 <x < 1).
4)Onadmettraque
p
+ 1 estpeudifférentede (3. Calculernumériquement, enfonctionde x,j
legain
Gv
etvérifierqueGv
peutsemettresoulaforme:Gv
|
5) Calculerl’impédance de sortie dumontage.*V- «- • -y.-o'. ». ..J
-
-..‘/O •r » - .Exercice 6
3,21
I
1,03 - x
r
OnconsidèrelemontagedelafiguresuivantedansI
lequelles transistorsTt
etT2sontidentiques.|Ondonne:
|
RD =
4kn;Ri =
lOOkQ;R= 500kH
;r=50Q;|
E=30V;E‘= IV;Cj= InF; C2=10nF.f
gm=5.K)'3A/V ; p-
>•ooetYn
=YI
2=
0.II -
Etudestatique:j
Les condensateursCi
et C2 sont considérés 1comme des circuitsouverts. Pour chaque transistorleI
courantstatiqueID
satisfaitla relation:avec
IDss
=10mAetVp
=-2V\
1) Donnerle schémaéquivalent statique dumontage|2)Sachantque VQ$I=VQS2et
VDSI VDS
2etqueloi
=IG
2|a) Trouverla relationentrelescourants
IDi
;ISi
;ID
2etIS
2|b)Calculer
VGSI
etendéduire LecourantIDi
.|
3)Calculerles tensionsauxpoints S2,D2,etG2.\
4)Calculerlavaleurde R2,endéduire la valeur ducourantI quitraverseRi
etR2.jj
II-
Etude dynamique:En régime dynamique, les condensateurs
Ci
et C2 sont court-circuités. D’après 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'entréeReetlarésistance desortieRsdumontage.5
al3abkari-pro.com
F
FacultédesSciences Dhar El IVtehrazmji-
Fès Année:2012/2013 Département de physiqueTD D ’ ELECTRONIQUE ANALOGIQUE SMP NG Série N° 3
Exercice 1
:Contre réaction tension -
courant.
Soit le montage de réaction de la figure suivante où la grandeur pr é lev é
eest 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
2ms -
r-mj-cc
- V
AVe .
R
3R
4M
/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
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
kQet
R = 16kO
.V e f * I
R ,
—
R
Vsat
%
D
"
Vsat
Figure 1
:Comparateur simple Figure 2
:Caractéristique de l ' A . O
.id
éal .
1 . Ré
ponsedu
comparateur simpleà une tension continue . La tension Ve est continue et positive
,a
/
-Calculer la tension diff é rentielle
8.
b/ - On
augmentela tension Ve de 0 à 10V ; repr é senter la caractéristique d
étransfert Vs =f ( Ve ) .
2 . R é
ponsedu
comparateursimpleà 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
Tô / 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 ?
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 ré 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
tageamplificateur 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 «
II
,Etude du
Quadripolede
réaction .
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
i2 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
^
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