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| Electronique analogique 2004 (10) ::
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| Post nº10 (id735) envoyé par dOc212 le 02 Sep 2004, 21:48 ::Voir l'énoncé:: 1ere question: étage ampli à bjt. *a l'aide de pspice déterminer les éléments du schéma équivalent. Déjà, on peut calculer R_c = (V_cc - Vcq)/Icq Ensuite il faut placer une source de tension de 5v sur le collecteur, une source de courant sur la base et l'émetteur à la masse. On place une sonde de courant au collecteur puis on lance un simulation "DC sweep" qui permet de faire varier la source de courant dans un gamme choisie. Comme ça on trouve le Ibq (30µA) qu'il faut pour polariser avec le Icq donné (5mA) et on peut calculer le beta DC (166). Si on refait la même simulation mais en faisant varier la source de courant dans un petit intervalle autour du Ibq trouvé, on peut calculer Beta_ac = dIc/dIb en Ib=Ibq (177 je crois) On lance une simulation dans le temps avec la source de courant à Ibq et une sonde de tension à la base. On peut alors calculer R_b = (V_cc - Vbq)/Ibq. Ensuite, on place une sonde de tension à la base et on refait une simulation avec la source de courant variant dans un petit intervalle autour de Ibq et on peut ainsi trouver r_pi = dVbe/dIb en Ib=Ibq. g_m est calculable àpd de Beta_DC et r_pi. Il m'a épargné le calcul de r_d. *Verifier que ce transistor est à la même température que dans la simulation. on a g_m = Icq/V_t donc on peut calculer V_t et ya une formule pour V_t en fct de T. Moi j'ai trouvé 50°C alors que dans la simulation c 27°C mais il ma dit que ct pas grave, la méthode était bonne mais ke l'erreur venait sûrement des mesures... *Calculer le gain à vide à petits signaux si on connecte une capa entre la base et le collecteur. Ben il faut prendre le schéma équivalent dont on connaît les éléments et on résoud le circuit koi ... A_v = R_c * (jwC - g_m)/(1+jwCR_C) On voit que si w-> 0 on retrouve A_v = -g_m R_c car à basse fréquence, la capa c un circuit ouvert si w-> infini on trouve A_v = 1 car à haute fréquence, la capa c un court-circuit et donc la base et le collecteur sont au meme poteniel. *Dessiner la transmitance dans le plan de bode Pour le module: Ben on a une horizontale à R_c g_m pour les w->0 Ensuite on avance, qd on rencontre un pole pour la module de la transmitance la pente diminue de 1 et qd on rencontre un zéro pour le module de la transmittance, la pente augmente de 1. Pour le déphasage: il vaut 180 au départ et dès qu'on a un pole ou un zéro pour le module de la transmittance, on descend de 90°. 2ème question: Pour un montage à ampli op qui présente une tension de décalage, si on applique rien à l'entrée et qu'on l'alimente àpd de t=0, déterminer si le système posède une situation de régime. Si oui, après cb de tps l'atteint-il approximativement. Il faut calculer la fonction de transfert en considérant que l'entrée du montage c l'entrée + de l'ampli-op et non V_1 pcq c là que s'applique la tension d'offset, la sortié étant toujours V2. En remarquant qu'on a alors un montage non-inverseur: H(p) = 1+ Z_2/Z_1 avec Z_2 = R//C et Z_1 = R en série avec C Ensuite ben on trouve lim qd t-> infini de V_out = lim qd p->0 de H(p) on voit que ça tend vers un nombre fini (1) et donc le système est stable et il a une position de régime. On peut trouver ce résultat physiquement: à l'instant où on enclenche l'alim, un échelon de tension apparaît à l'entree + et donc à l'entrée -. Comme à ce moment V_2 vaut 0, ça produit un courant qui passe et qui fait le chemin qu'est dessiné sur l'énoncé: R puis ça rerentre dans l'ampli, ça sort par la masse et ça remonte vers la capa (et pas par l'entrée + pcq impédance d'entrée infinie de l'ampli op) Du coup la capa se charge et quand la capa est totalement chargée, ya plus de courant qui circule. Alors V_2 = e_0 car plus de courant dont plus de chute de tension dans les résistance. La réponse indicielle elle est sous forme exponentielle avec une constante de tps RC et donc après 3RC, on est plus qu'à 5% de la valeur de régime. Voilà ... suis resté 4h la dedans... mais c cool il est pas stressant... faut jsute piger ce qu'on fait.. |
| Post nº9 (id722) envoyé par Mitch le 01 Sep 2004, 13:43 Montage a 4 resistances avec un NMOS... Il faut bien connaitre les caractéristiques statiques et les relations entre elles. Pour la deuxieme question, je devais decrire par un raisonnement physique ce qui se passait asymptotiquement pour un montage ampli-op non-parfait (il fau juste considerer la tension d'offset). Le montage consistait en un condensateur en parallele avec une resistance dans la retroaction et une resistance en serie avec un condensateur en entrée. Et c'etait un montage inverseur. On avait comme donnée que Vin etait nul et qu'on avait notre signal a partir de t=0. |
| Post nº8 (id714) envoyé par sven le 31 Aug 2004, 14:18 oral de mathys 31/08/04 ----------------------- attention meme si les questions paraissent simple il faut savoir tout expliquer physiquement et c'est la que les points se jouent. Q1: montage ampli-op en inverseur avec Capa en parallele sur R2 et Capa en serie avec R1. * Donner f de transfert en laplace * Trouver et tracer reponse indicielle pour echelon de 0.7v * Trouver et tracer tension de sortie avec tension de decallage * F de transfert dans plan de bode sur pspice Q2: Petit circuit avec source AC + diode + R (on donne les dopages fortement assymetrique) * Que fait le montage * Calculer et tracer l'allure du courant (passant dans un sens et avalanche qui est a calculer dans l'autre) Voila. |
| Post nº7 (id707) envoyé par anonyme le 30 Aug 2004, 15:40 Question cfr post 3. Commentaires: Donc, la première question, c très facile, il suffit de savoir que div E= rho/epsilon et que E = - grad V. (NB: il demande de tracer l'allure des 3 graphes!) Tu prends ton cours à la bonne page, et la seule différence, c que tu as un courbe de rho qui n'est pas pas partout verticale, autour du 0 tu as une droite -> E à cet endroit donne qqch du 2eme ordre et pour V c du troisième ordre! (enfin, je ne sais pas si je suis très clair, ms c pas difficile, il suffit de prendre son cours et d'adapter!) POur la deuxième question, là apparement, je me suis tromper qque part -> il a regardé avec moi le coté physique de la chose, aie aie!! Ce qu'il faut bien comprendre (ou en tt cas connaitre) ce sont les théorème Taubérien du début de la manip (càs comment passé du fréquentiel au temporel!) c indispensable pour le calcul de la réponse indicielle (qu'il demande de calculer!) Y a donc encore du P-spice, ms pas de NMOS pour cette fois-ci ;-) |
| Post nº6 (id680) envoyé par hop-joéééé le 22 Jun 2004, 20:06 j'ai enfin fini cette session... La première question: il fallait utiliser SPICE pour trouver des caractèristiques(Id=fct(Vds) et comment ça variait en fct de Vgs...et oui!il s'agit bien d'un transistor à effet de champ!!!!!!!!COURS DE ROBERT!!!!) -il fallait trouver le gain à vide en partant du schéma équivalent -dire dans kel condition sur Vgs et Vds on avait Id inépendante de Vds -trouver la relation entre id et Vgs A PARTIR DE LA DERIVEE de la caractéristik-->id=fct(Vgs) en utilisant SPICE La deuxième question était : tu as un schéma d'un montage avec un ampli-op...il te demande ce que tu obtiens en sorti quand tu as V1=0 MAIS que tu considères I+ et I- comme défaut(seulement!)...alors le montage se présent comme suit:tu as un ampli inverseur avec comme Z1:R+C et comme Z2:R en parallèle avec C...ok???tu me suis????? 1)Ton I+ n'intervient pas car il n'est connecté à aucune résistance donc tu le balance! 2) Tu appliques le principe du travaile virtuel:V-=V+ 3) Comme V+=0V!!et que V1=0V-->tu n'as pas de ddp dans Z1!!!DONC pas de courant dans cette branche 4)la branche Z2 mnt!!!tu as le courant I- qui passe dedans, ok???mais dans quel branche, celle de C ou de R???celle de R évidemment puisque la capa ne laisse pas passer de courant continu!!!!!!!!DONC le courant passe dans a résistance...Tu obitens au final-->V2=R*I- 5)Tu vérifies que le principe du zéro virtuel est applicable... jm'attendais pas du tout à ce genre de kestions, j'avais étudié la théorie sur les dopages etc...j'ai free styler koi:s |
| Post nº5 (id677) envoyé par Laurent le 22 Jun 2004, 18:23 Ce matin, on a apparement eu droit au même question que lundi (la première à peu près la même: chez nous il n'y avait que 3 résistances, il n'y avait pas de résistance Rd, la résistance Rs = 1kOhm et on a une source de tension qui va sur D et sur R1 qui est de 20V . La deuxième était entièrement la meme!) Pour le Nmos, faut aller voir ds le cours de Robert, et ds le chap 7 du cours de Mathys. Les sous questions de la question 1 étaient (en gros): 1. donner la condition pour que Id=fct(Vds) soit indépendant de Vgs 2. Est ce le cas ici (pour ca il faut tracer des courbes ds Pspice...) 3. Tracer ds Pspice Id= fct(Vgs) (on doit déjà le faire pour le (2) ) et sa dérivée. En déduire Id en fonction de Vgs 4.dimensionner les résistance R1 et R2 pour avoir Vsq=2V 5. Calcul du gain à vide, pour ce faire il faut s'aider du schémas équivalent (cfr chap 7) Voilà, moi il m'a gardé ma cote de l'écrit, je reste à 8/20! C pas évident comme exam, il faut bien maitriser TOUT le cours, et surtout bien maitriser ce qu'on n'a pas appliqué au labo! |
| Post nº4 (id676) envoyé par anonyme le 22 Jun 2004, 18:03 c'était un montage à 4 résistances avec un NMOS (voir cours de robert pour une explication assez simplifiée en tout cas pas suffsiante pour Mathys) simuler sur SPICE, trouver gain à vide, trouver le point de repos, excursion maximale de tension au drain et à la source. Ensuite un montage à ampli-op pour lequel il fallait donner un raisonnement physique sur l'influence asymptotique de la tension de décalage. Personnelement j'ai commencé à faire le design du bazar sur SPICE ensuite l'ordi a planté puis replanté de plus Mathys avait l'air de nous trouver beaucoup trop lent et il paraissait un peu énervé. Pour la première question j'ai tracé les droites de charge avec SPICE comme dans le cours de Robert (vu que on n'a pas vu les NMOS avec mathys) mais c'était trop simplifié il manquait une des droites de charge (dans le cours de Robert il n'y a pas la droite de charge à la source) de même pour le gain j'ai donné des justifications qu'on utilisait pour les montages à quatre résistances avec BJT mais on ne peut pas tout à fait se baser là-dessus (le BJT est polarisé en courant tandis que le NMOS est polarisé en tension) donc en gros il aurait fallu que je ponde moi-même un chapitre sur les montages à quatre résistances mais version NMOS le tout en ayant vu NMOS de maniére peu détaillée avec Robert ! La deuxième question était plus réflexion mais il insite beaucoup sur les justifications et n'est dans l'ensemble pas super sympa. Bref, personnelement je déconseille de le passer bien que quelqu'un soit sorti avec un 16 lundi car je me suis cassé le cul pendant 4 heures pour sortir avec la même cote qu'en entrant ! |
| Post nº3 (id626) envoyé par Ludo le 19 Jun 2004, 09:32 Hello a tous. Hier g eu l'oral de mathys, voici mes questions: 1: jonction PN symetrique avec un profil de dopage constant jusqu'a une distance d de la jonction metalurgique et decroissant de maniere lineaire pour atteindre 0 a la jonction. Donner Emax en fct de La, Ld, d et Na, Nd. Comparer au cas du dopage a transition abrupt( Emax est bien sur plus petit que ds le cas abrupt vu que la pointe du triangle est un peu raplatie). Ensuite donner l'expression de Vr en fct des memes parametres que pr la 1ere partie. C'etait pas tres complique. Par contre il insiste beaucoup sur l'interpretation physique. En fait, il se fout un peu des calculs si on sait pas justifier physiquement le resultat. 2:La "bonne" surprise du jour: PSPICE!!! Et oui... J'ai du calculer la fct de trasnfert d'un montage de barbare, ampli op avec ds la retroaction deux branches en parallele, chacune avec une capa en serie avec une resistance. Il ne s'est bien sur pas arrete en si bon chemin, il a fallu justifier l'allure de la courbe fournie par la simulation a l'aide d'un calcul theorique. Si votre simulation donne un resultat un peu foireux (ce qui etait mon cas), n'hesitez pas a lui dire: "j'obtient ca mais c'est physiquement impossible"..je peux vous dire qu'il a apprecie. Il a d'ailleur passe 20 bonne min a verifier tte ma simulation pour arriver a la meme conclusion que beaucoup d'entre nous: PSPICE c'est foireux!!!! En conclusion, il est pas tres mechant, il pose des ptites questions pr vous remettre sur le bon chemin mais il lache pas tres facilement les points...faut pas esperer plus que 12 (14 dans le meilleur des cas) Vive PSPICe et merci Cedric Boey qui a eu le bonne idee de passer par la... |
| Post nº2 (id582) envoyé par Réponse de Mr Mathys le 15 Jun 2004, 18:34 >bonjour, > >Je suis étudiante en 3ème EM, je ne suis pas sure de passer votre oral néanmoins afin de m'aider dans ma prise de décision j'aurais aimé savoir comment se passe l'examen oral... >Combien de questions vous posez? > > 2 >Est-ce un examen "cours ouvert" ? > > OUI >Si oui, qu'attendez-vous de nous?....quelque chose du même style que la dernière question de l'écrit? > > Ce sont en général des exercices plus courts que ceux de l'écrit et sur lesquels il faut évidemment réfléchir; il ne s'agit pas d'appliquer simplement une formule du cours. |
| Post nº1 (id345) envoyé par apn le 08 May 2004, 20:47 from polytech2005 --------------------- Question + schéma Questions scannées Questions + schéma --------------------- J'ai passé mon oral ce matin et les assistants étaient toujours en train de corriger les examens, donc ça ne va pas sortir tout de suite! On a tous la même question, à préparer avec notes pendant autant de temps que l'on veut. Quand on est près, on va chez Mathys. S'il y a beaucoup de choses qui manquent (style des calculs numériques), il nous renvoie à notre place. --------------------- Les questions d'aujourd'hui: 1) Une diode P-N symétrique (Na=Nd est donné) est placée dans un circuit avec source de tension (15V) et résistance(1 ohm). Dans quel état est la diode? Donner une valeur plausible du courant dans la diode. Est-ce un état stable? 2)Ampli intégrateur avec une résistance en série avec la capa. Calculer la transformée de Laplace de la fonction de transfert. On applique à l'entrée V1 un echelon de -1V. Dessiner V2. On applique à l'entrée V1 une tension nulle, et on ne néglige pas les courants parasites, dessiner V2. Esquisser la fonction de transfert dans le plan de Bode. --------------------- Alors..tout d'abord je vous assure qu'il y a moyen..; si on sait qu'il ya une valeur de champ critique donné dans le cours (20 V/micromètre)... et qu'on sait que l'intégrale d'un champ c'est un potentiel.. 1ère question: circuit source de tension 220 Veff (!!!!ca fait près de 300 V de crête)avec une résistance de 5 ohms et une diode ... a) donner l'utilité d'un tel circuit? redresseur monophasé b) tracer l'allure du courant passant dans la résistance. Pour la partie positive on a la sinusoide, dès que c dès que ca descend en dessous de la tension d'avalanche, on a un courant qui réapparait dans la résistance...de l'ordre de 6 ampers. ah oui.. on donnait pour la jonction P-N Na= 10e25 et pour Nd=10,blabla exp je sais plus.. mais on trouvait 250 V pour la tension d'avalanche.. 2ème question: montage ampli non inverseur avec une capa rajoutée en série sur la résistance, elle même connectée à l'entrée (enfin, là ou on injecte V1). a)donner la transformée de laplace de la fonction de transfert b)échelon de 2V... donner l'allure de V2. ben une exponentielle qui part de R2/R1 (gain sans le condensateur qui est non chargé en t=t0) et qui tend vers 0 quand la cappa est chargée c)V1=0, tracer V2 si on considère des courants de défaut de l'ampli .. . le I+ et le I- ... évidemment on refait les mêmes considérations avec la cappa ici avec un échelon de courant. d)tracer la courbe de Bode, donner les pentes, la fréquence de coupure enzovoort.. --------------------- Si vous voulez avoir quatre /quatre, il faut d'abord répondre bien sûr à tout....mais il faut pouvoir tout lui expliquer en détail.. style pour l'échellon de tension 2V, je lui ai donné une version intuitive, et il a apprécié, mais il aurait voulu que je puisse lui parler des pôles de la fonction de transfert...on avait -1/R2 C.. ce qui nous donnait une exponentielle nég avec ca.... ou encore des théorèmes taubériens (il m'a dit qu'à mon âge il croyait aussi que ca servait à rien...) .. on montre la valeur en t à l'infini en faisant tendre p vers 0 dans la transformée de Laplace et inversément pour t tendant vers 0... Voilà j'ai tout dit.. vous ne pouvez plus rater.... --------------------- J'ai eu un détécteur de crête... une diode avec une capa et un voltmètre en parallèle avec la capa... on appplique un signal sinusoïdal à l'entrée avec des parasites (des pics dur la sinusoïde) . il fallait donner la tension sur la diode, ... (le pic était le plus génant au sommet de la sinusoïde) quelles sont les conditions sur Vavalanche sachant que Vcr =400Veff Expliquer si la capa pouvait casser, les conditions sur la résistance du voltmètre numérique, la fréquence d'échentillonnage de ce genre de voltmètre, la fréquence du réseau et en déduire R*C>>>>T ==>valeur de la capa avec T=1/50hz et R voltmètre= 10M ohm 2ème quest: un ampli inverseur Z1=R1, Z2= (R2+1/jw10C)//(R2+1/jwC) Plan de bode, asymptotes, Fonction de transfert(p), si Vin=-0,1V... calculer Vout(t)... si Vin=0, vout=? en considérant eo. Il demande plein de petits raisonnements logiques et d'expliquer physiquement ce qui se passe en continu et à hautes fréquences ... etc... bon ben voilà comme on était que 2 à passer on est resté chacun 1h aux côtés de Mathys... le bonheur... ;-) --------------------- Pas facil non plus cet aprem... 1) étage transistor bipolare PNP à emetteur commun. !!!!!! ds le cours, c'est un NPN. Il demande de tracer l'allure du champ au 2 jonction et si on peut agmenter infiniment la tension Vce. Jvous conseil d'étudier ce cour avant de passer l'oral, parce kil pose qd meme plein de petites questions sur les minoritaires, majoritaires, avalanche.. bref, tout les phénomène qu'il se passe ds 1 transistor. 2) ampli inverseur avec Z1=R et Z2 est une diode. Il demande la fonction de transfert et sa dépendance avec la T. Faut utiliser l'expression du courant ds 1 diode. sinon, c'est vrai qu'il est très sympa mais il lache pas facil les points. Puis, j'ai l'impression que ces oraux d'electronique deviennent de + en + dur... --------------------- voila mes questions: 1) transistor avec R1,Rc(données). on donnait gain en courant on nous demandait a)la temperature du transistor! b)de placer R1 sur VC et donner le schema equivalent c)dimensionner R1 pour avoir le meme point de polarisation qu'au point a) d)gain à vide du montage modifié pour le dessin il est le meme que celui du slide 57 du chapitre:étage amplificateur simple à 1 transistor BJT 2)ampli inverseur avec : Z2 une diode et Z1 une résistance. a)fct de transfert b)effet de la temperature sur la courbe bonne chance à tous --------------------- - source de V continue de 15V, en série avec 1 R et 1 diode. Il faut déterminer l'état de la diode. Il donne le dopage. Il faut calculer la V d'avalanche avec les relations du transparent 9 de la jonction PN. Il demande aussi la valeur du courant (intersection entre la caracteristique de la diode et du circuit exterieur, cad source + R). Il faut aussi lui dire que la diode sera détruite parceque la puissance est trop importante. -Circuit dérivateur ms avec 1 R en série avec la capa. Il faut: *calculer H(p) *dessiner la réponse indicielle (terme transitoire v2=R2/R1, puis ca decroisse exponentiellement vers 0 a cause de la capa) *dessiner l'allure de v2 si v1=0 et qu'on tient compte des imperfections de l'ampli-op (tension d'offset, raisonnement idem que pour la réponse indicielle) *et enfin tracer H(jw) dans le plan de bode. Je vous conseille de prendre le cours de Robert, moi c + ou - le seul que j'ai utilisé. Certaines justifications peuvent se faire avec les théorèmes taubériens (sisi, les mêmes qu'en mathapp!), donc ca peut etre utile de les noter qqpart ds votre cours. --------------------- Autres archives: --------------------- question 10: Soit une source triphasée, déterminez E et sa moyenne question 19: a) justifiez le nom de montage "proportionnel + intégrant" en calculant sa fonction de transfère b) déterminez la réponse impulsionnel c) quels sont les problèmes liés au courant de fuite. Illustrez avec V1=0V et comment lutter contre ces problèmes. 1er Question : Logique CMOS. Faire le shéma d'un NOR à 3 entrées. Envisager les différentes possibilitées d'en faire un inverseur simple en jouant avec les entrées (2 entrées sur LO, permutation sur 2 entrées et permutation sur 3 entrées), choisir la meilleur en fonction de la consommation du circuit. 2ème Question : Dérivateur (AO parfait) comme au Labo, pas de surprise. Parler du slew-rate pour la représentation de Vout=f(Vin). Influence des courants d'entrée sur Vout si V1=cst et solution pour régler le problème (R sur la borne +). *** un bete AO differentiateur, expliquer sa nom en illustrant avec comme entree une rampe de pente constante !!!! J'etais mega genee, j'avais l'impression de l'insulter en allant lui expliquer. En questions sup il demande de passer un peu en revue les imperfections d'un AD, en rentrant quand meme un peu dans les details. Ah oui, apparemment une retroactions negative diminue l'impedance de sortie, je le savais pas mais il m'en voulais pas trop et m'a bien guidee pour essayer de me le faire sortir. *** Question 21 Faire un NOR a 3 entrees avec des CMOS. Proposer les differentes manieres de le transformer en inverseur, et les comparer en terme de consommation. Pas complique non plus. 1e question: en gros: Donner le schéma d'une porte NOR à trois entrées en CMOS Combien y'a-t-il de façons de transformer cette porte en inverseur à une entrée? Laquelle est la meilleure, sur base de la consommation. réponse: Pour le transformer en inverseur, on peut soit relier les entrées ensemble, soit en mettre à la masse. Le mieux c'est d'en mettre deux à la masse ( A et B ), car il y a moins de portes qui doivent commuter => moins de puissance à fournir ( donner la puissance, pour 1MHz, Vdd = 15V, Cl = 5pF ) 2e question: on a un ampliop intégrateur. en supposant l'ampli parfait, donner la sortie pour une entrée en crête de pente K. quelle est l'influence des courants d'entrée sur la sortie? (pour le montrer, considérer que l'entrée est constante) réponse: la sortie donne une constante -RCK il demande ce qu'est le principe du zéro virtuel, est-ce qu'on peut l'appliquer dans ce cas-ci? on peut, tant que K est plus petit que Val / RC les courants d'entrée: borne +: Z+ = 0 borne -: Z- = R // 1/jwC comme l'entrée est constante, on peut négliger la capacité => V- = R. i- Vout = A .( V+ - V-) = - A .V- comme tout le courant qui i- passe dans la résistance R (la capacité correspond à un circuit ouvert) Vout - V- = R. i- => Vout ~= R . i- il m'a aussi demandé les conséquences sur Vout des autres imperfections de l'ampli : tension de décallage ( Vout décallé ), Rid ( pas grand chose ), slew rate, Ro ( résistance de sortie < Ro car rétroaction négative )... Q4: à l'aide du tableau de grandeur physique(qu'il donne à l'examen),calculez la conductivité du silicium dopé avec Nd=1E+21. =>Il peut vous demande de petite définition;mobilité... Q5:(exercices) 1.on a eu un simple redressement(schema voir note du cour sur la diode) 2.ampli op parfait monté en suiveur avec une diode entre la sortie de l'ampli et la rectoaction il fallait représenter la tension de sortie pour une tension d'entrée d'amplitude 0,3V Question 8: Avec Na et Nd donnés, donner approximativement la valeur du courant. Rep: il faut calculer Emax le comparer à Ecrit. Ici, Emax simple petit courant de fuite de quelques nA. Question 17: Sachant que V1 est triangulaire d'amplitude 8V, donner V2. Il a aussi demandé le rôle des imperfections et quel genre de circuit logique on pouvait connecter à la sortie. 1°) calcul de la conductivité d'un cristal de Si intrinsèque à 310°K à partir du magnifique tableau qu'il nous donne (cf mail de Julien du 10/6) et ce en supposant les mobilités constantes: attention, les données du tableau sont à 300°K pour la conductivité, cf. formule p20 du cours pour les mobilités : on peut les prendre telles quelles dans le tableau (car par énoncé elle sont constantes) pour n et p : cas du Si intrinsèque, n=p=ni. Il faut recalculer ni avec la formule p17 (nota: c'est un signe proportionnel et non un égal => il faut calculer la constante multiplicative, facile vu qu'on connaît ni à 300°K) C'est tout, pas d'astuce. 2°) Une cathodine avec un transistor JFET, il demande: -schéma équivalent à petits signaux -gain à petits signaux -vérifier que le transistor est bien polariser (càd que la jonction GS est bien polarisée en inverse) et en plus: -à quoi sert une cathodine : à faire de l'adaptation d'impédance (parler de l'énorme impédance d'entrée des JFET, environ 10E10 Ohms) -Comment pourrait-on remplir la même fonction : avec un ampli op suiveur de tension! Qu.7 La diode est polarisée en inverse, il y a donc deux possibilities soit il y a un courant très faible = coutant de fuite d'une jonction pn polarisée en inverse, soit le champ appliqué est trop élevé et la diode entre en avalanche. Dans ce cas ci la diode est en avalanche car Emax>Ecrit=20v/um.(il faut calculer Emax) Qu.16 Lorsue V1 <=0 la diode est bloquée et V2=Val Lorsue V1>0, la diode est passante et V2=-V* Il demande ensuite d^Òexprimer V2=-V* en fonction de V1 lorsque la diode est passante : le courant passant dans la diode :i=Jr.(exp^Å-1) (voir cours) et V1-Ri=V-=-V2/A avec toutes ces relations on exprime V2=f(V1) Qu 16 : Donner la fonction de transfert du montage suivant en tenant compte de la caractéristique réelle de la diode ! Montrer que cette fonction de transfert est dépendante de la température. Qu.7 On dope une jonction PN de manière symétrique avec des concentrations de dopants de 5E22 /m3 .On place cette diode dans le schéma suivant .donner une valeur plausible du courant. premiere question:une barre de sillicium fortement dopée, on fait une excavation: allure du champs electrique a l'interieur de l'excavation?: le trou change rien a l'electoneutralite:pas de champs electrique. deuxieme:un exercice avec un ampli op suiveur de tension et accumulateur a charger.Il demande pourquoi le suiveur de tension est un stabilisateur de courant :le suiveur suivit d'une impedance devient un convertisseur tension-courant controle par l'inpedance:v1=v2=>i=v1/z.La derniere sous question est plus visuelle(sorry),si le courant arrivant a l'accumulateur n'est pas assez fort,on doit rajouter un transistor:où?,B se met directement a la sortie de l'ampli, c se met a 12v, e est relier a l'accu suivit d'une resistance et de la terre.Entre la resistance et l'accu ou avant l'accu il faut relier la borne du generateur,ma Question 1 (question 5) Il donne un tableau avec des milliards de donnee comme ni, la permittivité, la température, la mobilité, les coefficient de diffusion, les longueurs de diffusion,... Il demane de calculer la charge totale d'un bloc de Si type N dopé par une concentration de 1 pour 1 million de dopant. Il aurait pu donner aussi l'age de sa grand mere et du capitaine du bateau comme donnees. La charge totale n'en est pas moins nulle !!!!! Q.5 : Soit un semiconducteur de type N dopé à raison de 1 atome pour 10E6 atomes de Si. Donnez la charge totale dans le semiconducteur au repos. Réponse : Charge nulle par le principe d'électroneutralité.. Q.14: Pour les 2 circuits suivants dessiner la tension V2 à fréquence de 100kHz et ainsi qu'à 1Hz. V1 est une tension alternative de 0.3V, R=1k , C=1µF, Ampli op parfait. Réponse : Le premier montage ne donne rien car la diode n'est jamais passante Pour le deuxième montage V2 prend la forme de la réponse d'un circuit détecteur de crête. Il demande plus de détails sur le fonctionnement du 2ième circuit, entre autre de dessiner la tension à la sortie de l'ampli (= Tension V2 + 0.6V quand la diode est passante(C se charge) sinon ça descent à -Val puis tente de remonter à +Val mais n'y arrive pas grâce à la diode) Plus exactement, question 9: Dessinez le diagramme du champs électrique le long d'un transistor bipolaire NPN polarisé dans la région active d'un amplificateur à émetteur commun simple. Peut-on augmenter indéfiniment la tension Vce ? J'ai eu l'oral de Mathys ce matin, facile. Il pose d'abord une question identique à tout le monde, on a eu : tracer le profil du champ électrique dans un transistor NPN et peut)on faire croître indéfiniment la tension Vce? Il s'agit donc de tracer le champ pour des jonctions PN disymétriques. La tension Vbe vaut 0,6V Et Vce est positive, on a donc la jonction BE qui est polarisée en direct et la jonction BC en inverse. Ensuit il faut faire un schéma de la densité volumique de charge. Pour la jonction Be on a une zone de chage d'espace très courte et(polarisation directe) tandis que pour l'autre jonctio, on a une zone de transition plus large car elle est plarisée en inverse. On a donc pour le npn en partant de la gauche : un palier très court vers le haut et pui un palier très court vers la bas, ensuite, au ilieu de la base, la densié volumique est nule (car la largeur de la base est plus large que la zone de charge d'espace) après ce palier nul, on a de nouveau un palier, plus large vers le bas et de nouveau un palier plus large vers le haut. Pour le champs il suffit d'intégrer ça. Si Vce croît on a claquage mais il se peut qu'il n'y en ait pas, dans ce cas la zone de transition de la jonction BC devient aussi large que la base, on a donc un champs élevé ainsi qu'un potentiel élévé, ce qui fait que e trnsistor se comporte come un court-circuit. Q3. A partir du tableau des constantes physiques, déterminer la conductivité d'un barreau de Si dopé avec Nd = 1E21/m³. Quel est le type de ce semi-conducteur ? On dope avec des donneurs => type N. s = e (p mp + n mn) p n = ni² n = ni + Nd = Nd donc on peut trouver p et s Il pose quelques questions en plus sur le comportement des électrons dans le silicium, etc. mais rien de bien méchant Q13 . La diode est en silicium, l^Òampli op. est parfait Dessiner la tension de sortie si l^Òamplitude de V1 est de 0,3 V. Proposer une modification au deuxième montage pour avoir une tension de sortie 10 fois plus élevée. Les montages sont les mêmes que pour la question 14 (voir mails précédents) mais sans le condensateur. Le raisonnement est identique et on obtient, pour le deuxième montage, un simple redresseur. Pour augmenter la tension de sortie, il suffit de relier V- à la masse par une résistance R1 et de mettre une résistance R2 dans la rétroaction, avec R2/R1 = 9. Après il pose des petites questions, du genre : influence des imperfections de l^Òampli mais il aide bien et il ne cote pas vache là dessus. Salut a tous! Le deroulement de l'examen: on rentre tous ensemble, il y en a un qui tire une enveloppe qui contient 2questions. ces 2 questions sont les memes pour tous. Nos questions: 1)Ampli op ideal avec une retroaction, un truc classique quoi. -Trouver la fonction de transfert en variables de Laplace. Vu que c'est Laplace on remplace les j*w dans toutes les impedances par p. Ceci est fait car on est pas sur, que le signal d'entree soit monochromatique. -Dessiner la sortie si on a un echelon a l'entree. -En tenant compte du courant parasite interne de l'ampli op, trouver la sortie+dessin. Pour cette question, il pose plein de petites questions subsidiaires, comme comment anuller l'effet de la source parasite, pourquoi Laplace,..... 2) -Meme question que l'année passée, avec la representation du champ electrique dans un transistor NPN. - La tension Vce peut monter sans limites? Pour celle-ci, il faut bien comprendre le schema donné dans le cours pour une jonction PN. Les hauteurs sont les dopages, et les largeurs sont les zones de transitions. Le dopage dans la base pour un NPN est le plus bas suivi du collecteur et enfin l'emetteur. Le dopage pour la base est le meme pour les deux jonctions polarise en inverse et en directe. Puis avec la tension Vce, elle est limitée par le claquage, et ces sont les minoritaires du courant de fuite qui le provoque. Voila, bon travail a tous Stas voilà, c'était les deux questions de l'enveloppe 7 si je ne me trompes pas. première question: c'est le schéma qui se trouve dans le cours dans le chapitre de l'ampli op, page 57 les 4 résistances les plus à droites du schéma sont des résistances R2 les deux autres sont des R1 il demande la fonction de transfert Vo=f(V2-V1) ça donne un truc du style Vo=(V2-V1).(2R1/Rg +1) d'après moi le plus facile pour y arriver est de prendre l'ampli de droite et d'en calculer la fonction de transfert de la même façon qu'à la page 55 du même chapitre... on trouve Vout=R2/R2(V2'-V1') = V2' - V1' (attention aux indices 1 et 2, ici V1' est la tension de sortie de l'ampli du haut à gauche, et V2' celui de la sortie de l'ampli du bas) ensuite on s'intéresse aux deux premiers amplis, on trouve donc V1' et V2' en fonction des tension d'entrée V1 et V2, grâce au zéro virtuel... il demande l'utilité d'un tel montage, apparament y'a des histoires d'impédance d'entrée, savoir expliquer également le pourquoi du comment du principe du zéro virtuel etc... la deuxième question concerne un transistor BJT, voire le schéma page 31 du chapitre sur l'étage ampli simple à 1 transistor BJT. le schéma est exactement le même. il donne les valeurs Vcc=12V Rc=2.2k Rb=480k Rpi=1k Rd=20k Beta(AC) = Beta (DC) = 100 il demande la température du transistor!! pour se faire, il faut utiliser les relations suivantes: Vt= kT/e gm=Icq/Vt donc T = e.Icq/k.gm on trouve gm= Beta(AC)/Rpi k et e sont kekpart dans le cours il reste plus qu'à déterminer Icq. pour ça on calcul Ibq = (Vcc-Vbeq)/Rb avec Vbeq = 0.6V et ensuite Icq= Beta(DC).Ibq voilà on a tout pour calculer la température, moi j'obtenais T=275.5K il pose des questions genre comment ça se fait que gm qui est une caractéristiques à petits signaux soit lié à Icq qui est une caractéristique de polarisation, enfin kekchose comme ça. puis aussi, keski varie très fort avec la température... voilà, en esperant que ça vous aide. Antoine J'ai eu electronique ce matin j'ai maitrise Q25 Realiser a l'aide d'un ampli op parfait un circuit qui calcule la moyenne de 3 tensions situées dans la gamme des tensions d'alimentation. Q32 soit l'etage amplificateur suivant. On supposera que les caracteristiques du transistor sont celles vues au cours. a) Determinez le point de repos. b) En deduire l'excursion de tension maximun au drain et a la source. c) Determinez le gain en tension a vide si l'on sort du drain. d) Determinez le gain en tension a vide si l'on sort a la source. e) En deduire l'excursion de tension maximun a l'entree. Schéma Voilà les questions que nous avons eues ce matin : 1) L'ampli op parfait en suiveur de tension avec une diode entre la sortie de l'ampli et la rétroaction, tension alternative de 0,3V. C'était déjà dans un des mails qui circulaient : c'est un circuit simple redresseur. Il demande aussi comment modifier le montage pour avoir un gain de 10 : le transformer en ampli non inverseur avec deux résistances. Il demande en plus les influences sur les deux montages des imperfections de l'ampli : tension de décalage interne de l'ampli(de l'ordre du mV, dans le suiveur elle déplace la tension vers la droite, dans le non inverseur elle est amplifiée par le gain), courants d'entrée (tension de décalage en plus, pour l'annuler dans le non inverseur il faut placer une résistance à l'entrée + qui vaut la mise en parallèle des deux autres)... 2) Calculer la résistance d'un morceau de Si intrinsèque à 310K, d'épaisseur e=100 microns et de section S=100mm2. On suppose les mobilités constantes en fonction de T et on nous donne un tableau des constantes physiques à 300K. Il faut chercher dans le graphe du cours page 31 (chapitre semi-conducteurs) la valeur de ni2 à 310K: environ 4e34. Comme le Si est intrinsèque on en déduit que p=n=ni=2e17. On peut alors chercher la conductivité sigma avec la formule de la page 37: on connait e (cste), on vient de calculer p=n et on nous donne les mobilités. Il suffit donc de faire : R=1/sigma x e/S. Pour le premier exercice il a posé beaucoup de questions, et souvent il ce ne sont pas des questions qui demande une réponse immédiate : il préconise toujours de faire un schéma et de bien réfléchir. Souvent, même si on a dit la bonne réponse il insiste: "êtes vous certain? pourquoi?". En tout cas il aime bien qu'on connaisse certaines choses : le schéma équivalent d'un ampli op, les ordres de grandeurs, etc. Jacques salut! Si tu pouvais balancer sur la ML le bout de mail suivant, paske j'ai du mal avec webmail (il veut pas que je poste, l'enflure). @+, vince. fw: electronique 19AM Salut, je forwarde un de mes mails qui visiblement n'a pas été pris en compte par yahoo. ça concerne l'oral d'electronique. enjoy! Question 1: 1) schéma d'un nor en CMOS. 2) on veut réaliser un inverseur mais on ne dispose que d'un circuit intégré consituté de nor à deux portes et chacune à 4 entrées. proposer différents schéma pour réaliser cet inverseur si on n'utilise qu'une porte. 3) si on connecte un CMOS 4000 en amont de cet inverseur, quelle est la puissance consommée par le CMOS, et lequel des schémas précédents est alors le plus meilleur? (on donne Valim, f et Cl=5pF/entrée) 1) prendre le schéma du nor à deux entrées (tel quel dans le cours) et l'adapter. en gros, chaque entrée pilote la grille d'un NMOS et d'un PMOS. les 3 PMOS se mettent en série, les NMOS en parallèle. faut lui expliquer grosso modo comment ça marche (qd un NMOS et qd un PMOS conduisent). 2) d'abord faut lui dire que les 4 entrées non utilisées ne peuvent pas rester en l'air... blablabla... sensibilité des grilles... blablabla (c'est pas que je veux pas le raconter mais c'est assez brouillon et pis c'est dans le cours). ensuite, si on établi la table de vérité, on remarque que le nor marchera en inverseur dans 4 cas: 1 entrée libre (celle dont on veut inverser l'état) et les 3 autres en LO, 2 entrées de même état et les deux autres en LO, 3 entrées libres de même état et la dernière en LO, et enfin les 4 entrées sont toutes dans l'état que l'on veut inverser. 3) pour cette question on a la tension d'alim et la fréquence. reste la capacité de charge Cl et la pseudo capacité interne Ci. Ci peut être déduite depuis un graphe du cours où on nous donne la puissance consommée par un CMOS 4000 avec du Cl de 15pF. Donc, c'est le schéma inverseur qui possède trois entrées fixées à LO qui consomme le moins, puisque dans ce cas seule une entrée doit permuter, donc consommer du courant, et dans ce cas Cl=5nF (<10nF,15nF et 20nF resp. dans les autres cas) Question 2: On a un capteur de pression modélisé par une source de courant (4mA-20mA) avec une resistance de 500ohm qui varie de 20% avec la °t. On veut faire passer cette mesure dans un convertisseur CAD de tension d'entrée 5V. 1) quelle est l'erreur si on prend la tension sur la source de courant en la shuntant avec une résistance R? 2) amélioration du montage avec un ampli op. 1) quand on shunte la source, on se retrouve à mesurer la tension sur la resistance R mise en parallèle avec la résistance interne de la source. Vu que on ne peut avoir de tension à l'entrée du convertisseur sup à 5V, il faut que la résistance equivalente de la mise en // soit de 5/0.02=250ohm. CCL: R vaut 500ohm. Si la résistance interne de la source varie jusqu'à son max (600) on a une résistance équivalente qui vaut 275ohm, donc 10% de plus que la résistance normalement prévue. l'erreur est donc de 10% 2) prendre tel quel le schéma du convertisseur courant tension (ampli op avec montage en inverseur, Z1=0, Z2=R2=250ohm). blablater un peu sur l'ampli, lui parler de la résistance de sortie, etc... Grenez: J'aurai voulu savoir si il fallait savoir faire les exemples du cours de la page 153 à 162? SI quelqu'un a eu la question 19, si il pouvait détailler ce que Grenez veut comme réponse. Enfin je me demandais si il y avait des TP's bien plus utiles que d'autres? Merci et @+ Guillaume question15 |
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