LES 2 EXERCICES SONT A RENDRE SUR DES COPIES SEPAREES

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1 L1 010/011 D N1 Durée = heures ans document Calculatrice autorisée Le sujet comporte 6 pages dont feuilles à rendre avec vos copies L XRCC ONT A RNDR UR D COP PAR Attention : Tout résultat brut sans développement ou sans explication sera considéré comme nul. xercice 1 : (A rendre sur une première copie) oit la fonction NAND donnée par le schéma suivant : Pour cet exercice on suppose que les transistors ont une tension Vbe constante de 0.6 volts lorsqu ils sont polarisés dans le sens direct et ont un gain béta constant de 100. La tension Vce en régime saturé est considérée égale à 0.3 Volts. On considère qu il n y a pas de courant qui circule en sortie de cette porte. Les diodes ont une tension de seuil de 0.6 Volts Première partie : structure TTL de Base On suppose la tension Vb à +5 Volts et on fait varier Va de 0 à 5 Volts. La diode D3 est remplacée par un fil. 1

2 1.1. Dans quel état est la diode D. 1.. Représenter le schéma du montage en éliminant les éléments inutiles n faisant varier Va, expliquer le fonctionnement Quel est le seuil de basculement du transistor? 1.5. On ajoute la diode D3. Quel est le changement dans ce cas? 1.6. La tension Va est produite par une autre porte logique dont le niveau Bas au maximum est égal à 0.5 Volts. ndiquer quel est l état de sortie de la porte logique. Quel est le rôle de la diode D3? 1.7. Lorsque l entrée Va est considérée à l état haut, calculer le courant qui circule dans la base du transistor et dans D n utilisant la feuille en annexe 1, retracer la caractéristique c = f(vce) valable dans ce cas La résistance R est égale à kω. Tracer la droite de charge correspondant à la sortie du transistor Dans ce cas, quelles sont les points de fonctionnement dans les états de cette porte logique? Calculer la valeur minimale de R pour que le transistor fonctionne en régime saturé et représenter sur cette annexe1 la droite de charge correspondante On suppose que la porte logique puisse fournir un courant de 1 ma à l état Haut. Comment évolue la tension de sortie Vs? Quelle doit être la valeur de la résistance R pour que la tension de sortie à l état haut soit supérieure à.7v? Question de cours : a. Que veut dire le sigle JFT? b. Donner le nom des 3 électrodes d un transistor bipolaire. c. Que veut dire le sigle CMO? d. Que veut dire le sigle TTL? e. Dans un semi-conducteur quelle sont les charges les plus mobiles?

3 xercice : Amplificateurs à transistor. (A rendre sur une deuxième copie) On se propose d'étudier l'amplificateur suivant : ic1 i c R 1 R C R b i b U 0 v e i e C e i b1 T1 T C s Amplificateur à transistors **Avec R 1 = 100 Ω, R = 30 Ω, R b = 3. 3 MΩ, Ce = Cs = C = 100 µf. Dans un premier temps, on ne prendra pas en considération le condensateur C (pointillés). l n'interviendra qu'à partir de la question.11. **Les transistors T1 et T sont identiques; on considèrera leurs paramètres hybrides: h = 5000 Ω et h = β 50 ( h = h 0 ) = 1 = ** v e ( t) est un signal sinusoïdal de fréquence 10 khz de valeur crête-crête V. ** U 0 est la tension d'alimentation continue égale à 1 V..1. Donner l'expression temporelle du signal v e ( t).. Calculer l'impédance des condensateurs C e et 3 C s. Que peut-on en déduire?.3. Dessiner le schéma équivalent dynamique de cet amplificateur (à faire sur le document réponse).4. Dessiner ensuite le schéma équivalent petits-signaux de cet amplificateur (à faire sur le document réponse).5. A partir de 3 équations (1 loi des mailles, 1 loi des nœuds et 1 loi d'ohm), montrer que l'amplification en tension peut s'écrire: v v s e Rβ = h 11 ( β + 1) ( β + ).6. Application numérique: Calculer l'amplification en tension et le gain en tension de cet amplificateur.

4 .7. Tracer sur le document annexe, les signaux v e ( t) (Ch1) et ( t) (Ch) (en respectant les calibres); Pour ce graphique, on considèrera que le point de polarisation du transistor T est au U 0 centre de la droite de charge : V C 0 = = 6V..8. La résistance R de 30 Ω est remplacée par une résistance 10 fois plus grande, R = 300 Ω. (Ch3). Justifier cette allure Tracer sur le même graphique la nouvelle tension de sortie ( t) de courbe..9. Calculer l'impédance d'entrée: v e. i e.10. Application numérique. Que pensez-vous de cette valeur d'impédance d'entrée?.11. La capacité C est maintenant connectée. Quelle est la nouvelle valeur de l'amplification en tension? ************************************************* On se propose maintenant de s'intéresser à un quadripôle à paramètres admittances..1. Rappeler la relation liant les courants et tension d'entrée..13. Quel montage ci-dessous correspond au schéma équivalent d'un quadripole à paramètres admittances? (a), (b), (c) ou (d)? Justifier votre choix. V AMPLFCATUR V (a) (b) V V V V (c) (d) V V V V 4

5 Feuille à rendre avec la copie de l exercice 1 Nom : Groupe : Prénom : 5

6 Feuille à rendre avec la copie de l exercice Nom : Groupe : Prénom : chéma équivalent dynamique i e v e chéma équivalent petits signaux i e v e Ch1 : Ch : Ch3 : 500mV/div 500mV/div 1.5V/div 1.5µs/div 6