Electronique De Commutation

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1 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 1 Elecronique e ommuaion A. Oumnad

2 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 2 OMMAIE I omposans en commuaion...3 I.1 appels...3 I.1.1 iviseur de ension...3 I.1.2 iviseur de couran...3 I.2 ellule...3 I.2.1 Passe bas...3 I.2.2 passe hau...4 I.3 aracérisiques d'un commuaeur...6 I.4 La diode en commuaion...8 I.4.1 omporemen dynamique d une diode...9 I.5 Transisor bipolaire en commuaion I.5.1 Temps de commuaion I.5.2 ommande dynamique d'un ransisor de commuaion I.5.3 Applicaion : Mulivibraeur Asable I.6 Transisor MO à enrichissemen I.6.1 ommuaeur analogique (pore analogique) I.7 Amplificaeur opéraionnel I.7.1 Foncionnemen en boucle ouvere, OMPAATEU I.7.2 Foncionnemen en comparaeur à seuil unique I.7.3 Foncionnemen en conre réacion posiive I.7.4 Applicaion : Mulivibraeur asable I.8 Le Timer I.8.1 Uilisaion en monosable I.8.2 Foncionnemen en ATALE II ANNEXE : Transisor à effe de champs à joncion II.1.1 I-5.3 Paramères dynamiques d'un JFET II.1.2 I-5.1 MO à enrichissemen... II-33 II.1.3 I-5.2 MO à dépléion... II-34 III famille de circuis logiques... III-36 Les familles logiques principales... III-36 Model foncionnel d'une pore logique... III-36 IV TAVAUX IIE... IV-39

3 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 3 I OMPOANT EN OMMUTATION I.1 appels I.1.1 iviseur de ension V1 V1 V1 1 V 1 V V3 3 1 V V = V1 V = 1+ I.1.2 iviseur de couran V2 V V2 V = V V2 V V3 3 I I I I 1 2 = = I + I V 1+ V 1 2 V V 1+ 1 I1 I2 1 I1 I2 2 I1= 1+ 2 I I 1 I2= 1+ V1 V2 I.2 ellule I.2.1 Passe bas I éponse à un échelon L'équaion de oue charge ou décharge d'une capacié peu s'écrire sous la forme suivane. V ( ) = V τ ( V V ) e 0 ans nore cas V =E, Vo=0, τ= : onsane de emps. Vs()=E(1-e -/τ ) τ es le emps que me le signal Vs pour aeindre 63% de sa valeur finale, en effe : Vs(τ)=E(1-e -τ/τ )=E(1-1/e)=0,63E Ne pas confondre avec le emps de monée Tr (ising Time) qui correspond au emps que me le signal pour passer 0,1E à 0,9E. E Vs E =0 =0 Vs Fig. I-1 : éponse à un échelon d'une cellule passe bas

4 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 4 on reiendra la règle suivane : Plus =τ faible Plus la réponse es rapide I éponse à un recangle [o,1[ harge de la capacié Vs()=E(1-e -/τ ) ( o origine du emps) > 1 écharge de la capacié V s = V o e -/τ (1 Origine du emps ) V o = E(1 - e -T/τ ) On reiendra que : E o Vs E Vo T 1 plus τ = es faible plus le signal de sorie ressemble au signal d'enrée o 1 Fig. I-2 : éponse à un recangle d'une cellule passe bas I.2.2 passe hau I réponse à un échelon Vc On enendra souven : La capacié ransme les frons de ension, qu'es ce que cela voudrai il dire? Pour le savoir, on va faire l'analyse de ce qui se passe après l'insan o sachan les choses suivanes : = Vc + Vs Au repos ( < o ), aucun couran ne circule dans le circui. Une capacié ne peu pas se charger insananémen. E o Vs On peu donc affirmer les résulas suivans : à = o - ε =0, V = Vs = 0 Vc = 0, (capacié déchargée). à = o + ε = E, Vc = 0, Vs = Vc - = E E o Vc Vs Fig. I-3 : éponse à un échelon d'une cellule passe hau

5 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 5 onc on voi bien que le fron de ension apparu à l'enrée du monage se rerouve à la sorie. Il es éviden que les choses ne resen pas ainsi, (On a di que la capacié ne se chargeai pas insananémen, mais on n'a pas di qu'elle ne se chargera jamais) onc la capacié se charge avec la consane de emps. Vc() = E(1 - e -/τ ) Vs() = E - Vc() = Ee -/τ On peu essayer d'aborder le phénomène de ransmission de frons de ension sur un aspec différen, en effe, l'impédance (module) d'une capacié es : 1 1 Zc = = ω 2πf onc cee impédance es quasimen nulle pour les haues fréquences, or jusemen un fron de ension équivau à une fréquence rès élevée (Variaion rès rapide) La capacié se comporera donc comme un cour-circui (bou de fil en cuivre) pour les frons de ension qui lui son appliqués. 'es l'approche qui consise à faire l'éude de la réponse harmonique d'un filre passe hau. le fron de ension correspond à un harmonique rès élevé donc bien supérieur à la fréquence de coupure du filre, il es donc ransmis avec un gain = 1. I éponse à un recangle [ o, 1[ La capacié ransme le fron puis se charge vers E avec la consane de emps. τ V = τ E 1 e, V = V e Vc = Ee = 1 e nouveaux la capacié ransme le fon (descendan cee fois) vers la sorie qui passe de V 1 = à τ V 3. Vc = V2 e V T 1= Ee. T τ V 3= V1 E= E e 1, T V = τ 2 E 1 e > 1 écharge de la capacié vers zéro. V T τ τ τ = V 2, = V + V = 0 V = V V = E e 1 e On peu conclure que : E E V2 V1 V3 o Vs o T Vs 1 Vc Fig. I-4 : éponse à un recangle d'une cellule passe hau τ grand La sorie es quasi recangulaire.

6 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 6 τ faible Le monage foncionne en dérivaeur. ans le cas ou le signal es un signal carré périodique, le signal de sorie es cenré. La composane coninue es arrêée par la capacié. la forme du signal dépend de τ = : τ faible : le monage foncionne en dérivaeur, le signal de sorie es consiué d'aiguilles à la place des frons de ension du signal d'enrée. ignal d'enrée ignal de sorie Fig. I-5 : passe hau, réponse à un signal carré ( faible) τ grand : Le signal de sorie rese carré (il es rès légèremen déformé) mais il es débarrassé de sa composane coninue (cenré). ignal d'enrée ignal de sorie Fig. I-6 : passe hau, réponse à un signal carré ( faible) I.3 aracérisiques d'un commuaeur Un commuaeur es un composan don la résisance peu prendre deux éas exrêmes, elle es rès faible si le commuaeur es fermé, elle es rès grande s'il es ouver. Le circui de la figure 2.1 représene une résisance L en série avec un commuaeur idéal. En posiion ouver, aucun couran ne circule dans L, la ension au poin A es égale à V. En posiion fermé, la résisance du commuaeur es nulle, la ension au poin A es nulle, le couran es limié seulemen par L. La charge L es alimenée. L K A Fig. I-7 : ommuaeur idéal

7 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 7 Un commuaeur réel n'a ni une résisance infinie à l'éa ouver, ni une résisance nulle à l'éa fermé. La figure 2.2 représene le circui équivalen d'un commuaeur réel, es la résisance à l'éa fermé (de conducion), elle es d'auan plus faible que le commuaeur es de bonne qualié. P es la résisance à l'éa ouver (de fuie), plus elle grande, meilleure es la qualié du commuaeur. A l'éa fermé, la ension au poin A n'es plus ou à fai nulle, mais rese ouefois rès faible V V A. A l'éa ouver, + V A es légèremen inférieure à à cause de la chue de ension dans L due au couran de fuie du commuaeur, V L A s P + V P L L A p Fig. I-8 : ommuaeur réel. onrairemen au commuaeur idéal, une dissipaion de puissance se produi dans le commuaeur réel, qu'il soi ouver ou fermé. Les résisances à l'éa ouver e fermé (loqué e conduceur), caracérisen le comporemen saique du commuaeur, une aure caracérisique imporane du commuaeur es son emps de commuaion, il dépends du comporemen ransioire du commuaeur lors du passage d'un éa à un aure; on parle de comporemen dynamique. La figure 2.3 représene le commande comporemen ransioire dans le cas d'une commande recangulaire. d : Temps de reard (delay ime) I r : Temps de monée (rising ime) s : Temps de sockage (sorage) 90% f : Temps de descene (fall ime) on : Temps de conducion, de déblocage 10% T off : Temps de blocage d r La plus haue fréquence avec laquelle le on commuaeur peu êre acionné, doi avoir une durée de période T min au mois égale à on + off soi s off Fig. I-9 : omporemen dynamique f f max = on 1 + off

8 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 8 I.4 La diode en commuaion La diode es un commuaeur qui es commandée par le sens de la ension qui lui es appliquée. Il n'y a pas de séparaion enre le circui de commande es le circui commandé. 'es la polarié de la ension d'alimenaion de la charge qui commande la diode. la figure Fig. I-10 : iode en commuaion monre une diode uilisée en commuaeur, alors que la figure Fig. I-11 : Poins de foncionnemen d'une diode en commuaion monre les poins de foncionnemen sur la caracérisique de la diode, le poin correspond à la diode conducrice, alors que le poin correspond à la diode bloquée. Vc (+E,-E) Fig. I-10 : iode en commuaion Vd -E Ir Vd Fig. I-11 : Poins de foncionnemen d'une diode en commuaion Id If Quand Vc=+E, la diode es conducrice, la majeure parie de Vc se rouve aux borne de, un couran I F imporan circule dans le circui. La résisance de conducion (saique) F =Vd/I F es faible, elle varie enre quelques milliohms à quelques dizaines d'ohms. Alors que le couran If augmene, la résisance de conducion f diminue (voir poin de foncionnemen ), il en résule que la ension Vd = f If rese quasimen consane (caracérisique quasi vericale). Par conséquen, dans le cas d'une diode conducrice, le calcul es généralemen fai non pas avec la résisance de conducion mais avec la ension Vd qu'on prend généralemen égale à 0.7 V pour les diodes au silicium. Pour évier que la diode soi déruie par échauffemen, il fau veiller à ne pas dépasser la puissance maximale qu'elle peu dissiper, soi I FMAX. V MAX < P MAX. Pour faire conduire une diode il ne suffi pas que la polarié de la ension de commande soi correce, il fau qu'elle soi supérieure à la ension de seuil, sinon la diode resera bloquée ou rès faiblemen conducrice.. exemple: i on a une diode elle que P MAX = 500 mw, si on prend V MAX,=2V e E=12V, il fau calculer pour que le couran ne dépasse pas I FMAX = 500mW / 2V = 250 ma. = (12-2)V / 250 ma = 40Ω

9 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 9 Quand Vc = -E, la diode es bloquée, le couran Ir es quasimen nul (dépends beaucoup de la empéraure), la résisance de blocage dépasse le gigaohms pour les diodes au silicium. Praiquemen oue la ension -E se rouve Vc E au borne de la diode, afin que la diode ne soi pas déruie par claquage, la ension inverse -E ne doi pas dépasser la ension inverse maximale U MAX fournie par le consruceur. Id -E I.4.1 omporemen dynamique d une diode La figure Fig. I-12 illusre le comporemen dynamique d'une diode en commuaion. Pendan le Vd rr emps d'ouverure T ON, qui es rès cour, les poreur de charge son poussé par la ension direce à ravers la région de ransiion vers la couche à conducivié opposée. i la ension de Fig. I-12 : Temps de réponse d'une diode commande change de polarié, un couran inverse de même inensié que If circule pendan un cour insan, ce couran es du aux poreurs de charge non recombinés qui son rappelés par la ension inverse. La durée de ce phénomène es die emps de recouvremen inverse rr (reverse recovery ime). elon la diode e le circui de commande, il varie de quelques nanosecondes à quelques microsecondes. rr qui correspond au emps de blocage off de la diode es considérablemen plus imporan que on. Voici quelques caracérisiques de diodes du commerce : on 1N4148 (iode de commuaion) V max = 75V : Tension inverse max I max / Vr =20 = 25 na à 25 : ouran inverse max = 50 µa à 150 max = 4 pf T rrmax (I f=10ma ) = 4ns I max = 75 ma. 1N4007 (diode de redressemen) I 0 = 1A : couran nominal V max = 1000V : Tension inverse max I max(vrmax,100 ) = 50 µa : ouran inverse max V Fmax(Ido) = 1.1 V : ension seuil max

10 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 10 I.5 Transisor bipolaire en commuaion ans un ransisor uilisé comme commuaeur, la secion émeeur colleceur es uilisée comme conac e la secion base émeeur représene le circui de commande. Le circui de commuaion e le circui de commande ne son pas galvaniquemen séparés. Le ransisor en conducion correspond au commuaeur fermé, le ransisor bloqué au commuaeur ouver. Ic c Ic Vrc /c Icmax Ibsa b Ib Q Vce Vbb E V cesa Vce Fig. I-13 : Transisor en commuaion Fig. I-14 poins de foncionnemen d'un ransisor en commuaion On disingue rois cas de foncionnemen : A) Foncionnemen linéaire Le poin de foncionnemen Q se rouve enre le poin e le poin, il évolue selon les équaions suivanes : (1) Ic = β Ib, loi qui caracérise le ransisor (2) E = I + V E, Loi d'ohm dans la maille de sorie = droie de charge i I, (1) I, (2) V E, le poin de foncionnemen Q se déplace sur la droie de charge de vers. ) locage 'es quan le poin de foncionnemen Q se rouve au poin : I = 0, I = 0, V E = V. Pour bloquer le ransisor, il fau annuler I, ce qui revien à bloquer la joncion base émeeur, pour ce, il suffi d'annuler la ension V E ou la rendre négaive pour renforcer le blocage. Au blocage presque oue la ension V se rerouve au borne du ransisor, une rès faible chue de ension se produi dans à cause du couran résiduel

11 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 11 du colleceur I E qui dépend du ransisor uilisé e des ension V E e V E. On ne fai pas une grande erreur en supposan qu'il es de l'ordre du µa. Pour le 2N2222 I Emax = 10 na avec V E = -3V e V E =60V ) auraion Le poin de foncionnemen Q es au poin. I = I AT I = I MAX = β I AT V E = V EAT 0.7 V V E = V EAT 0.2V V -VEAT I MAX = Même si I augmene au delà de I AT, I rese égal à I MAX, V E rese sensiblemen égale à V EAT e V E sensiblemen égale à V EAT. Pour saurer un ransisor il fau lui appliquer un couran I q: MAX I I > IAT = β Pour le 2N2222 V Esa = 0.3V pour Ic=150mA, I b =15mA = 1V pour Ic=0.5A, I b =50mA (pendan 300 µs) Le plus souven on ne dispose pas du β du ransisor, on connaî seulemen la fourchee [β MIN,β MAX ] disponible sur le caalogue du consruceur. Exemple : On dispose d'un ransisor 2N1711 don β [100, 300] = 12V V = 9V c = 1KΩ V mA V EAT I = MAX = β = 100 I AT = 12mA/100 = 120 µa = V = = 69KΩ I V EAT 9V V AT μa

12 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 12 β = 300 I AT = 12mA/300 = 40 µa = V = = 207KΩ I V EAT 9V V AT μa Pour êre sur qu'on aura sauraion quelque soi le 2N1711 don on dispose, il fau que I soi > 120 µa soi < 69 KΩ. La condiion de sauraion devien alors : I > I AT = I MAX β Quand le ransisor es foremen sauré ; I > I AT, on défini le faceur de sauraion comme : μ = I I sa Quand le ransisor es sauré, la quasi oalié de la ension V se rouve au borne de la résisance de charge du colleceur. e ce fai, même si le couran I es imporan, il y a une faible dissipaion de puissance au niveau du ransisor car V EAT rese rès faible (0.2V à 0.3 V, peu aeindre 1V pour cerains ransisor si I es rop imporan) I.5.1 Temps de commuaion La figure 2.9 monre le profil des courans lors de la sauraion e du blocage du ransisor. d : emps de reard (delay) faible r : emps de monée (rise) on : emps de déblocage = d + r s : emps de sockage (sorage) f : emps de chue (fall) off : emps de blocage. Vbe V EAT V EOFF I I 1 I 2 Le faceur prépondéran dans le emps de I commuaion d'un ransisor es le emps de sockage. Quand le ransisor es sauré, e surou s'il es foremen sauré, un grand nombre de poreurs de r charge es accumulé dans la base du d on s f ransisor. Au momen où V E devien nulle off Fig. I-15 : Temps de commuaion d'un ransisor ou négaive, ces poreurs sockés von donner naissance à un couran I imporan dans le sens opposé, e ceci pendan ou le emps nécessaire pour évacuer

13 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 13 oues les charges se rouvan dans la base, cee durée es die emps de sockage. IL n'y a pas de changemen percepible du couran Ic pendan cee période. Pour réduire, il fau choisir un couran de I juse nécessaire pour la sauraion. Il ne fau pas qu'il soi beaucoup plus grand que I AT afin que le nombre de poreurs sockés dans la base ne soi pas rop imporan. Pour le 2N2222 : d=10 ns, r=25ns, s=225ns Exercice : oi le monage de la fig. 2.10, donner une relaion enre b e c pour que le ransisor soi sauré. max La condiion de sauraion es I > I I AT = β I = V - V EAT V MAX V -VEAT V I = d'où < β MIN. b c Ic Ib Fig. I-16 E I.5.2 ommande dynamique d'un ransisor de commuaion Au repos, c.à.d. < o, le ransisor es sauré, e c on éé choisies.q. < β MIN c V = V EAT 0.7V, Vc=V EAT 0.2V La ension au borne du condensaeur es : Vca = V - = 0.7V - 0V = 0.7V A l'insan o - on a =0V, Vco=0.7V, V =0.7V A l'insan o + on a =E, Vco=0.7 V =E+0.7 Vca b c Ic Ib E A l'insan o +, Vco es encore égale à 0.7V car un condensaeur ne peu pas se charger insananémen. E o 1 Fig. I-17 : commande dynamique

14 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 14 A parir de o + on se rouve avec une ension bien supérieure à 0.7V au borne de la joncion Vbe ce qui provoque une augmenaion rès imporane du couran I qui provoque une charge rès rapide de la capacié e on se rerouve rès vie à l'éa saique Vi =E, V =0.7V. L'éa ransioire n'a pas changé E l'éa du ransisor car I augmenan, n'a fai que renforcer la sauraion. V 0 1 A l'insan 1, repasse à 0, la capacié ransme le fron de ension 0.7+E sur la base qui voi sa ension passer à 0.7V-E < 0, le ransisor se bloque, La 0.7 capa se rouve en présence du circui 2 3 si dessous, 0.7-E Vc b I 0.2 elle se charge vers la ension Fig. I-18 : ommande dynamique d'un ransisor selon l'équaion suivane : (origine des emps en 1) V () = V - (V + E 0.7)e τ A l'insan 2, V commence à devenir supérieure à zéro, la joncion V E commence à conduire I augmene Ic augmene V E commence à diminuer (doucemen). A l'insan 3, V E aein 0.7V, le ransisor se saure, V E "ombe" à 0.2V e V E se sabilise à 0.7V, ou le couran acheminé par passe dans la base du ransisor, la capacié s'arrêe de ce charger, e on se rerouve à l'éa iniial. i on ne ien pas compe du fléchissemen de la courbe de charge dans l'inervalle [ 2, 3 ], la durée T de l'impulsion recueillie sur le colleceur peu êre calculée en posan V (T)=0.7 soi : T T V 0.7 V-(V+ E 0.7)e = 0.7 e = V+ E 0.7 V + E 0.7 T = Ln V 0.7 i V =E e si 0.7V es négligeable devan V :

15 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 15 T = Ln 2 I.5.3 Applicaion : Mulivibraeur Asable Il es représené sur la figure e son choisies elles que < β. A la mise sous ension, un des deux ransisor se saure le premier (on supposera que c'es Q1) car le monage ne peu jamais êre parfaiemen symérique, Le fron de ension négaif du au passage à 0.2 V de la ension V E es ransmis sur la base de l'aure ransisor, la ension V E de celui ci devien négaive provoquan son blocage. Q 1 sauré, Q 2 bloqué, 2 se charge à ravers 2 (fig. 2.13), V 2 augmene exponeniellemen avec la consane de emps 2 2, au momen où elle aein 0.7V, Q2 se saure, V 2 passe de V à 0.2V, 1 ransme se fron de ension sur 1, V 1 devien négaive, Q 1 se bloque, 1 se charge à ravers 1, V 1 augmene exponeniellemen avec la consane de emps 1 1, au momen où elle aein 0.7V, Q1 se saure, V 1 passe de V à 0.2V, 2 ransme se fron de ension sur 2, V 2 devien négaive, Q 2 se bloque e le cycle recommence. omme l'indique la figure 2.13, Le mulivibraeur asable es un oscillaeur, il délivre deux signaux carrés en opposiion de phase sur les colleceurs des ransisors. La période T=T 1 +T 2 de ces signaux peu êre calculée ainsi : harge de 1 : V(0) = , V =, V(T 1 ) = 0.7 (fron = -0.2) T1 1 V() = -(+-0.9)exp(-/ 1 1 ) = Ln2- Ln T Ln2 Ln = T = ( ) Ln 2 i 1 = 2 = e 1 = 2 = : T = 2 Ln 2

16 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 16 V 1 c1 b1 b2 c2 V 1 Q1 1 2 Q2 V 2 T1 T2 b2 ~0.2V V 2 Q1 2 Fig. I-19 : Mulivibraeur Asable

17 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 17 I.6 Transisor MO à enrichissemen n subsra (body) p rille meallique n Isolan Oxyde de silicium Fig. I-20 : MO canal n à enrichissemen enre le drain e la source. La figure Fig. I-21 e de conducion d'un MO à enrichissemen. i V =0, quelque soi la ension drain source, le couran drain - source es nul car il y aura oujours une des deux joncions drain - subsra ou source - subsra qui sera bloquée. i on applique une ension V posiive, les poreur minoriaires qui se rouven dans le subsra (p) son airés par la grille pour former un canal (n) conduceur qui va relier le drain à la source e si V es non nul, un couran I circulera illusre les condiions de blocage anal n anal p I I V TH V V TH V V < V TH OFF V > V TH OFF V V TH >> ON V Fig. I-21 : aracérisiques d'un MO V TH << ON I.6.1 ommuaeur analogique (pore analogique) = 1 (V = V dd ), = 0 (V =V EE ) Q 1 e Q 2 son ous les deux conduceurs, (Q 1 : canal n, Q 2 : canal p). La sorie analogique Vsa es reliée à l'enrée analogique a par une faible résisance ( ½ ON ) de quelque V ea dizaines d'ω. = 0 ( = 1) le deux ransisor son bloqués e la sorie analogique es complèemen déconnecée de l'enrée analogique. Q2 Q1 V V Fig. I-22 : commuaeur analogique V sa Pourquoi deux ransisors en parallèle?

18 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 18 La largeur du canal de conducion dans un ransisor MO ne dépend seulemen de la ension rille-subsra V (c'es le cas dans la parie cenrale du ransisor), elle dépend aussi des ensions rille-source e grille-drain vers les exrémié du ransisor. Prenons par exemple un MO à enrichissemen conduceur (V = 10 V, V =0, V =0 V =0), le champ élecrique dans l'oxyde a la même inensié parou e le canal de conducion es uniforme sur oue sa longueur (fig. 2.18a). i on augmene la ension du drain, la ension V diminue ainsi que le champ dans la région voisine du drain, il en résule un rérécissemen du canal dans cee région (fig. 2.18b) e donc une augmenaion de sa résisance. Le fai d'uiliser deux ransisors complémenaires dans une pore analogique, la variaion de la ension d'enrée analogique V ea n'influe pas sur la résisance de conducion du commuaeur car, l'augmenaion de résisance d'un ransisor es compensée par la diminuion de celle de l'aure. V g > 0 V g > 0 V > 0 (a) n n (b) n n p p Fig. I-23 : canal d'un ransisor MO polarisé I.7 Amplificaeur opéraionnel ien que l'ampli-op ne soi pas un composan discre de commuaion, son foncionnemen non linéaire jusifie qu'on en parle dans ce chapire. I.7.1 Foncionnemen en boucle ouvere, OMPAATEU Pour Vi < V h l'ampli-op foncionne en Vo linéaire : V OH Vo = A O Vi, A O > 10 5 Pour Vi > V h l'ampli-op foncionne en non V Vo -Vh linéaire (ou en sauraion) : Abo Vh Vi > V h soi V + - V - > V h Vo=V OH V Vi < V h soi V + - V - < V h Vo=V OL Vi= V - V Essayons de voir quel es l'ordre de grandeur V OL Fig. I-24 : Ampli-op en boucle ouvere de V h. Pour Vi = V h, Vo = V OH = A O V h L'ampli éan alimené au maximum enre +15V, -15V, e si on ien compe des ensions de déche on a V OH de l'ordre de 13V: Vi

19 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 19 V OH Vo Vi V OH ~ 13V Vh = 13/10 5 = mv V h éan rès faible, on peu idéaliser la caracérisique, fig. 2.20, e dire : V OL e Fig. I-25 : aracérisique idéalisée Vi > 0 soi V+ > V- Vo=V OH Vi < 0 soi V+ < V- Vo=V OL I.7.2 Foncionnemen en comparaeur à seuil unique Vref Vo V+ V- Vo Fig. I-26 : Illusraion de l'uilisaion d'un Ampli op en comparaeur On observe sur la figure que si le signal d'enrée V + compore un brouiage indésirable, le signal de sorie en iendra compe e sera inuilisable dans la majeure parie des cas. I.7.3 Foncionnemen en conre réacion posiive L'uilisaion de l'ampli-op avec conre réacion posiive, a l'avanage de présener deux seuils de basculemen. Le rigger de chmi es la configuraion à conre réacion posiive la plus courane.

20 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 20 Vi Vo Voh Vo 1 Vs1 Vs2 Vi Vref Fig. I-27 : Trigger de chmi Vol Fig. I-28 : éponse d'un rigger de chmi Vi Vs1 euil de comparaison Vo = V OH V = V = V V OH ref Vs2 Vo V OH Vo = V OL V V = OL + Vref = V i Vref=0 e V OL = -V OH : V 1 = -V 2. La courbe de la fig. 2.22b es symérique par rappor à zéro. On remarque sur la fig que V OL ce monage es insensible aux Fig. I-29 : Foncionnemen d'un rigger de chmi signaux parasies. Il es donc bien adapé à la mise en forme d'un signal numérique affaibli e bruié duran une ransmission par exemple. Les seuils seron choisis els que V 1 -V 2 soi supérieure à l'ampliude crêe à crêe du brui. emarque : Avec la conre réacion posiive, il es impossible de faire foncionner l'ampli- Op dans la zone linéaire, le basculemen de la ension de sorie es quasi insanané. Prenons un exemple : onnées : = 15V, e = -15V, V OH = 15V, V OL = -15V, Vref =0, 1 = 2, Abo = 10 6 Zone linéaire : [ -15µV, +15 µv ] Ea iniial : V - = -7.5V + 16 µv Vo = V OL = -15V V + = -7.5V = V + - V - = -16 µv

21 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 21 i on augmene de 2 µv pour essayer d'aller dans la zone linéaire V - = -7.5V + 14 µv = -7.5V +7.5V -14 µv = -14 µv Vo = µv = -14 V ans conre réacion posiive, ou s'arrêe dans ce éa, mais "grâce" à la conre réacion, on a : V + = Vo / 2 = -7 V = -7V +7.5V -14 µv = 0.5V - 14 µv >> 15 µv Vo = V OH = +15V e éa es sable car mainenan V + = 7.5V = 7.5V +7.5V -14 µv 15V >> 15 µv V - =-7.5V+14µv =-14µV Vo=-14V V + =-7V 0.5V Vo=+15V V + =+7.5V 15V Vo=+15V Vo 15V -15µV-14µV -16µV 15µV 0.5V 15V -14V -15V Fig. I-30 : accéléraion de la commuaion par la conre réacion posiive

22 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 22 I.7.4 Applicaion : Mulivibraeur asable Vo Vc(V-) Vseuil(V+) V OH Vo V V 2 V OL Fig. I-31 : Mulivibraeur Asable T Pour simplifier on considère que V OL = -V OH e Vref=0 d'où : V 1= V2 = VOH + upposons qu'à la mise sous ension, la capacié es déchargée e Vo = V OH, on a donc V-=0 e V+=V 1. La capacié se charge avec la consane de emps. (Il es inuile de rappeler que les impédances d'enrée de l'ampli-op son supposées infinie). Vc = V- augmene, au momen (1) où elle dépasse V+=V 1, Vo passe à V OL, V+ passe à V 2, la capacié se décharge vers V OL avec la consane de emps, au momen ( 2 ) où elle passe en dessous de V+=V 2, Vo passe à V OH, La capacié commence à se charger vers V OH e le cycle recommence. i on prend l'origine des emps en 1 on a: Vc = V OL (V OL V 1 )e = V OL A l'insan 2=T/2 on a : Vc e 1+ ( ) = = = T T V V V 1 e = ( +2 ) e OL T 2 OL i 1 = 2 On a V 1 =-V 2 =V OH / 2 e : T = 2 Ln T = 2 Ln( 3)

23 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 23 I.8 Le Timer 555 Le 555 es un pei circui inégré qui peu êre uilisé soi en généraeur d impulsion (monosable) soi en généraeur d horloge (Asable). on schéma bloc es le suivan. 8 euil 6 2 éclanchemen Q Q T 3 7 orie écharge 4 1 AZ Fig. I-32 : chéma bloc d un Timer 555 on foncionnemen peu êre résumé dans le ableau suivan A V2 V6 Q T 1 < 1/3 < 2/3 L H H loqué 2 > 1/3 < 2/3 L L Qp Inchangé 3 > 1/3 > 2/3 H L L ON 4 < 1/3 > 2/3 H H Inerdi I.8.1 Uilisaion en monosable i on mone le 555 comme le monre la figure ci dessous e on applique sur son enrée de déclenchemen le signal indiqué, son foncionnemen es le suivan : Au dépar, le ransisor T es ON, la capacié es déchargée, Vc = V6 = 0 A l'insan 1, V2 passe à une valeur inférieure à 1/3, on se rouve dans le cas 1, le ransisor se bloque, la capacié commence à se charger à ravers. A l'insan 2, V2 repasse à, deux scénarios son alors possibles :

24 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 24 a) La durée θ de l'impulsion es supérieure à, la ension au bornes de la capacié aein 2/3 à l'insan ' < 2, donc à l'insan 2, on se rouve dans le cas 4, les résulas ne peuven êre prévus, ce cas es prohibé. 1 ' V2 2 Vc b) L a durée θ de l'impulsion es faible, (inférieure à ), on se rouve dans le cas 2, ( V2= > 1/3 e V6 < 2/3 ), la siuaion rese inchangée, T rese bloqué e la capacié coninue de se charger. à l'insan 2, la ension au bornes de la capacié devien supérieure à 2/3, on se rouve dans le cas 3, le ransisor condui es la capacié se décharge insananémen, la ension à ses bornes passe aussiô en dessous de 2/3 e on se rerouve à l'éa iniial ( cas 2) : V2=, Vc 0, T conduceur. i une aure impulsion similaire se présene sur l'enrée 2, le phénomène se répèe égal à lui même e on recueillera une impulsion carré de durée T=3-1 sur la sorie Vs Fig. I-33 : 555 uilisé en monosable alculons la durée de l'impulsion T. L'équaion de la charge de la capacié es : V = = ( ) V (V V0 )e 1 e T V = = (T ) 2 V V 1 e 3 T = Ln(3)

25 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 25 θ 2/3 1/3 Vs 1 2 Vc 1 T 3 2/3 Fig. I-34 : ignaux d'un monosable à base de 555 I.8.2 Foncionnemen en ATALE ondiion iniiale : déchargée. V6=0, V2=0, on es dans le cas 1, le ransisor es bloqué. La capacié se charge à ravers a+b Vs 3 a A l'insan 1, on passe dans le cas 2, la siuaion rese inchangée, la capacié coninue de se charger b A l'insan 2, on passe dans le cas 3, le ransisor condui e se saure à cause de la chue de ension dans a, se décharge alors dans b. Fig. I-35 : Asable à 555 A l'insan 3, On passe de nouveau dans le cas 1, le ransisor se bloque, la capacié se charge à ravers a+b e le cycle recommence. alculons la période du signal de sorie : Vs T1 T2 harge de la capacié : 2 ( a + b ) V = ( ) V cc 1 e 3 2/3 1/3 Vc Fig. I-36 : ignaux d'un Asable à 555

26 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 26 V (T 1 ) = 2 3 V = V 1 e T 1 ( a + b ) T 1 = ( a + b ) Ln(2) écharge de la capacié V ( ) = 2 3 V T 2 2 b b cce V (T 2 ) = e = V cc T 2 = b Ln(2) T = ( a + 2 b ) Ln(2)

27 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 27 II ANNEXE : TANITO A EFFET E HAMP A JONTION Le schéma de principe d'un ransisor à effe de champ canal n es donné par la figure 1. Il Vgs comprend deux paries ubsra P fondamenales, un canal de silicium zone dépeuplée ype n don les exrémiés son dies rain e ource e deux anal n zones de ype p forman la grille. zone dépeuplée ans son uilisaion la plus ubsra P courane, le drain sera poré à un poeniel posiif par rappor à la source, alors la grille (pour un canal n) sera porée à un poeniel Vds négaif ou nul par rappor a la Fig. II-1 : JFET source ce qui polarisera en inverse les joncions PN (rille-anal) produisan ainsi 2 zones de charge d'espace (zone de dépléion ou zones dépeuplée) auour des joncions. es zones ne coniennen pas de poreur, donc elles son isolanes e leur profondeur augmene avec V e auusi mais d'une façon asymérique avec V puisque V =V +V Plus cee profondeur augmene plus le canal sera 'éranglé'. Pour V =0, quelque soi la valeur de V, on aura oujours V =V, donc la zone de dépléion aura la même largeur ou le long du canal. Pour V > 0, la ension inverse de la joncion es V du coé source e V =- V +V du coé du drain soi V = V + V, donc la zone de dépléion sera plus large de ce coé e de ce fai le canal sera plus éroi. egardons ce qui se passe si on prend V =0 (grille e source cour-circuiées) e on fai augmener V progressivemen. On observe (voir figure 1.7) que pourles valeurs faibles de V, un couran I proporionnel à V circule dans le canal qui se compore donc comme une résisance. Au fure e à mesure que V augmene, le canal s'érangle du coé du drain car V =V, il arrive un momen où la largeur du canal devien ellemen eroie qu'il se produi un fainomaine de sauraion ( * ) du couran I, qui n'augmene quasimen plus même si on coninue d'augmener V. La ension V qui provoque ce fenomène es die ension de pincemen Vp.Le couran I correspondan es noé I e la résisance du canal avan pincemen es noée on. * es éudes on monré que cela es du à une sauraion de la viesse des élecrons dans la zone éranglée

28 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 28 i on refai la même chose mais cee fois ci avec une ension V non nulle, au débu, pour V =0, on a V =V, ce qui donne une zone de dépleion régulière le long de ou le canal qui, ainsi, voi sa largeur réduie. ès que V commence à augmener, I augmene proporionnellemen mais avec, cee fois, une pene plus faible car la résisance du canal es plus élevée. Au fure e à mesure que V augmene, le canal s'érangle du coé du drain car V =V + V. Au momen où V =Vp, le canal es pincé e il y a sauraion du couran I. emarquons que le pincemen se fai pour une valeur de V'p de V inférieure à Vp. V'p = Vp - V = Vp + V i mainenan on I I V'p=Vp+Vgs 1 applique une ension V =- dson Vp, même pour V nulle, le canal es pincé sur oue Vgs=0 sa longueur. Il ne peu y Idss Vds=Vp -0.4 avoir de couran I même si on fai augmener V, -1.6 on di que le FET es -2 bloqué. Pour évier oue -2.4 Vds confusion ( ) on noera Vgsoff Vgs Vp V off la valeur de V qui Fig. II-2 : ourbes caracérisiques d un JFET bloque le ransisor e Vp la valeur de de V qui provoque la sauraion de couran I pour V =0. i on observe le réseau de caracérisiques I =f(v ) Vgs=e, on s'aperçoi qu'on peu disinguer deux modes de foncionnemen du FET : Pour V < V'p, le FET se compore comme une résisance, d'où l'appelaion Zone résisive ou Zone Ohmique de cee région. I V = avec = 1 + ON V Vp Pour V > V'p, Le couran I ne dépen quasimen pas de V. ee région es die Zone de sauraion. ien que ou le monde soi à peu près d'accord que Vgsoff= -Vp, cerains aueurs donnen des valeurs différenes comme Vgsoff = Vp + 0.9

29 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 29 I V 1 V = I OFF 2 II.1.1 I-5.3 Paramères dynamiques d'un JFET i on s'inéresse aux variaions de couran e de ension auour d'un poin de foncionnemen donné, on peu représener le FET par les paramères dynamiques gm e ρ selon la relaion : I d = g m.v gs + 1/ρ. v ds gm = ΔId/ΔVgs à V ds =e es la ransconducance ou la pene du FET 1/ρ = ΔId/Δvgs à Vgs=e es la conducance de sorie du FET. On pose aussi µ=δvds/δvgs à Id=e c'es le coefficien d'amplificaion. On a µ = ρ. g m En dérivan l'expression de I d par rappor à Vgs on obien g m 2I V = 1 V V OFF OFF V = gmo 1 V OFF

30 Elecronique de commuaion par A. Oumnad 30 p p p p Vds Vgs n n

31 Elecronique Numérique par A. OUMNA II-31 II I chéma équivalen Il es représené sur la fig. 4, il radui schémaiquemen la relaion générale : Vgs gm.vgs r Vs I d = g m v gs + 1/ρ v ds Fig. II-3 : chéma équivalen d un JFET I-5.4 Polarisaion d'un JFET Le fai de se donner un poin de foncionnemen Qo(V o,i o ) déermine parfaiemen la valeur V 0 de V qui peu êre déerminée soi à parir de l'équaion ci-dessous soi graphiquemen à parir de la droie de charge V = I +V + I qui es aussi bien définie puisqu'elle passe par le poin Qo e coupe l'axe V au poin Vdd. I o Vo = Voff 1 I V + I 0 Id Qo V 0 V = 0 0 V 0 V V Fig. II-4 : Poin de foncionnemen La somme + peu êre deerminée soi à parir de la loi d'ohm dans la maille de sorie ce qui donne V Vo + = I soi graphiquemen puisque la droie de charge coupe l'axe I au poin V /( + ). o

32 Elecronique Numérique par A. OUMNA II-32 V = V -V Or V es fixé par la ension de polarisaion de la grille. (en géneral V =0, exemple : cas de la polarisaion auomaique, figure si-conre). Peu impore la valeur de V du momen qu'elle soi connue. ela nous perme de connaire la ension sur la sourse. V o = V o -V g Vdd d s V o = I o. Fig. II-5 : polarisaion auomaique ela nous donne puis

33 Elecronique Numérique par A. OUMNA II-33 I-5 Transisor MO (Méal Oxyde semi-conduceur) Le foncionnemen de ce genre de ransisor es un peu similaire à celui du JFET par le fai qu'ici aussi on va moduler le couran I par la modulaion de la largeur d'un canal conduceur. Ici, on ne se servira pas d'une joncion PN pour y arriver. La grille méallique es isolée du canal par une fine couche d'oxyde de silicium foremen isolan. Il exise deux ypes de ransisors, MO à dépléion e MO à enrichissemen. II.1.2 I-5.1 MO à enrichissemen anal n anal P meal meal n n isolan p p isolan p n Id Id Vh Vgb Vh Vgb I Vgb-Vh Vgb-Vh I Vgb Vgb Vgb <= Vh Vgb >= Vh Vds Vds Fig. 1.7 MO à enrichissemen

34 Elecronique Numérique par A. OUMNA II-34 En l'absence de poeniel sur la grille un el ransisor ne compore pas de canal de conducion donc I =0, on di que ransisor es normalemen bloqué. Les zones consiuan le drain es la source formen avec le subsra deux joncion PN e selon la polarié de V, il y aura oujours une joncion polarisée en inverse. i on applique une ension V sur la grille par rappor au subsra, en veru des lois de l'élecrosaique, une charge égale e opposé à celle de la grille apparaîra en face de la grille sur l'aure 'élecrode' qui n'es rien d'aure que la parie du subsra qui es juse en face de la grille. La première quanié des poreurs consiuan cee charge von servir à compenser la charge inhérene au ype du semiconduceur consiuan le subsra. Lorsque oues les charges son compensées, des poreurs minoriaires son cumulés e il y a créaion d'un canal, on di qu'il y a inversion de canal. Un couran I apparaî alors si une ension V non nulle es appliquée. La ension V à parir de laquelle il y a inversion du canal es die ension de seuil V TH, ee ension dépend des caracérisiques géomériques e physique du ransisor e de la différence de poeniel enre la source es le subsra : V ( V ) V ( 0) V h h Pour les valeur faibles de V, le canal se compore comme une résisance : 1 = avec k = γ W 2 kv ( V) L h W es la largeur du canal, L sa longueur e γ une caracérisique de la echnologie. Pour les echnologies acuelles, elle es de l'ordre de 2.5 à 3.5 µa/v 2. 'une façon similaire au JFET, le fai d'augmener V, provoque la diminuion de la largeur du canal du coé drain e il arrive un momen ( V = V -V TH ) où il y a pincemen du canal donc sauraion du couran I., qui à parir de ce insan dépend peu de V. Pour un canal P, la ension V doi êre négaive, sinon il n'y a pas de sauraion de I. Avan sauraion : I 2k( V V ) V k( V ) h 2 Après sauraion : I k ( V V ) 2 h II.1.3 I-5.2 MO à dépléion Pour ce ype de ransisor, il exise un canal de conducion pour V =0, ransisor normalemen ON. Le fai de polariser la grille par rappor au subsra va selon la polarié de V, soi chasser les poreurs du canal; appauvrissemen, soi les airer;

35 Elecronique Numérique par A. OUMNA II-35 enrichissemen. Là aussi, la ension V doi êre négaive pour un canal P, sinon la zone de sauraion de I n'es jamais aeine. anal n anal P meal meal n n isolan p p isolan p n Id Id Vh Vgb Vh Vgb I Vgb-Vh Vgb-Vh I Vgb>0 Vgb=0 Vgb<0 Vds Vgb< 0 Vgb=0 Vgb> 0 Vds Fig. 1.8 MO à dépléion

36 Elecronique Numérique par A. OUMNA III-36 III FAMILLE E IUIT LOIQUE Un circui inégré es raremen prévu pour foncionner seul. La plupar du emps, on devra le relier à d'aures pour consiuer un sysème. Pour pouvoir êre connecés, les circuis doiven apparenir à la même famille, ils doiven avoir un cerain nombre de caracérisiques élecriques ideniques. Quand on doi dans un même sysème uiliser deux familles de circuis, il fau prévoir des inerfaces de passage dans les deux sens. Une famille logique es définie par une muliude de crières don : Le procédé de fabricaion le ype de composans uilisé (bipolaire, MO,...) Le schéma élecrique définissan la pore élémenaire La puissance consommée par la pore élémenaire La viesse de foncionnemen de la pore élémenaire La empéraure de foncionnemen La ension d'alimenaion Les niveaux logiques en enrée e en sorie Les caracérisiques en couran Les familles logiques principales Les familles logiques principales son : Les familles bipolaires : Elles son fabriquées à base de ransisors bipolaires. La plus répandues d'enre elles es la famille TTL (Transisor Transisor Logic) qui possède de nombreuses varianes. Les familles MO : Elles son fabriquées à base de ransisor MO. Les familles imo : Elles son fabriquées à base de ransisors ipolaires e MO Les familles Low Volage : e son les familles foncionnan avec une faible ension d'alimenaion Model foncionnel d'une pore logique quelque soi sa famille logique, une pore logique peu êre représenée par le model suivan :

37 Elecronique Numérique par A. OUMNA III-37 Vi1 Vi2 Logique H Vo Vin L Fig. III.1 : model foncionnel d'une pore logique elon la foncion logique réalisée par la pore e la configuraion des enrées, le bloc logique déermine la commande des deux commuaeurs H e L, 3 configuraions son possibles : L fermé, H ouver, La sorie es au niveau bas V o = V OL niveau logique "o" L ouver, H fermé, La sorie es au niveau hau V o = V OH niveau logique "1" L ouver, H ouver, La sorie es isolée V o = V OZ niveau logique "Z" = haue impédance L fermé, H fermé, e éa es inerdi car il correspond à un cour-circui enre e la masse Les figures ci-dessous monren quelques exemples de pores logiques. =5V 1 4K 1.6K 4 130Ω Vi1 Vi2 Q1 Q2 Q3 3 Vo Q K oiier 7400 N N Fig. III.2 : pore logique NAN de la famille TTL sandard

38 Elecronique Numérique par A. OUMNA III-38 =5V K 8K 120Ω Q3 Q4 Vi1 Vi Q1 4 12k 5 1.5k Q k 4k Q5 Vo Fig. III.3 : pore logique NAN de la famille TTL-L V V i1 Q1 Q2 Vo V i2 Q3 Q4 V Fig. III.4 : pore logique NAN de la famille MO

39 Elecronique Numérique par A. OUMNA IV-39 IV TAVAUX IIE Exercice 1. =5V Analyser le monage e donner la valeur de Vs pour les deux cas suivans : 1 1.5K 3.3K Q 100 Vs a) = 0V b) = 4V 3 1.5K e=-12v Exercice K V=12V 1 2 Q1 2.2K Vs Analyser le monage e donner la valeur de Vs pour les deux cas suivans : a) = 0V b) = 4V 3 1K Q2 On prendra : β1 = β2 = β = 150 euil des joncions = 0.7V e=-12 Exercice 3. =13V alculer 1 e pour que : a) = -12V ransisor bloque, V E = -4 V b) = +12,34V ransisor sauré avec I = 2I sa 1 3 1K

40 Elecronique Numérique par A. OUMNA IV-40 Exercice 4. alculer la valeur de Vs pour : a) = 0V b) = 5V =12V 9K 5K Vs E 2.8 k Exercice K 300Ω 5V Q1 =12V Q2 3 1K Vs Les paramères de Q1 e Q2 son : β1=β2=100, Pdmax=100 mw, IE0=1µA. 1) = 0.2V - Quel es l'éa de Q1? - alculer IE1, I1 e I1 - Quel es l'éa de Q2? - alculer Vs. 2) =5V, mêmes quesions que 1) e= -12V Exercice 6. Les paramères de Q1 e Q2 son : β1=β2=100, Pdmax=400 mw, IE0=1µA. 5V V1 =12V 1) V1 = V = 5V a) K sur posiion 1 -Quel es l'éa de Q1? -alculer I1 e IE1? -Quel es l'éa de Q2? -alculer Vs. b) K sur posiion 2 mêmes quesions que a) 2 Κ K 300Ω Q1 3 1K Q2 Vs 2) V1==12 V refaire la même éude que 1) 3) Fau-il choisir V1=V ou V1=, pourquoi? e= -12V Exercice 7.

41 Elecronique Numérique par A. OUMNA IV-41 g 10K Vdd=12V Q 1 Vs Analyser le monage e donner la valeur de Vs pour les cas suivans : 1) = -5V, 1 = 2 = 4 k 2) = +5V, 1 = 2 = 4 k 3) = +5V, 1 = 2 = 200Ω Voff = -3V,on = 200Ω Idss = 8 ma, off = Exercice 8. i VOH = 14V e VOL = -14V alculer e Vr pour avoir les seuils de comparaison V1 = 4V e V2=1V. + 1=4.7K Vo Exercice 9. oi le monage de la figure ci-dessus : Vr 1=20k Pour l'ampli-op on prendra V OH = = +9V, V OL = e = -9V Pour les diodes on prendra Vd = 0.7V =10nF Vs Analyser le monage, donner l'allure des ensions V, e V, calculer les emps =10K 2 1 inéressans. ondiions iniiales : V = V OH, capacié déchargée. 3 Exercice 10. Vref=5V K 1 - Vs 1nF =470nF 1K Analyser le foncionnemen du monage ci-conre dans le cas où Le signal d'enrée es un signal carré d'ampliude rêe à crêe A = 6V e de fréquence f=500 Hz (T=2ms). essiner sur le même graphique les signaux, V -, V +, e Vs. alculer la durée des impulsions de sorie. On prendra VOH = +11V, VOL = -11V

42 Elecronique Numérique par A. OUMNA IV-42 Exercice 11. Pour l'ampli-op on prendra V OH = +12V, V OL = -12V Vr es une ension posiive comprise enre 1 e 8 V =20k =10nF K 12V Vr 3 1K Analyser le monage, dessiner l'allure des ensions V, e V e donner l expression de la Periode en foncion de Vr ondiions iniiales : V = V OH, capacié déchargée. On peu prendre 0.2V 0 Vc Vs 1k Q1 Q2 Exercice 12. On uilise le monage suivan pour faire sonner une alarme chaque fois que la ension sor de l'inervalle [ V1, V2] V = 5V A circui logique + V2 Les Ampli-Ops (du ype comparaeur LM311) son alimenés enre e la masse e on une ension de déche nulle c.à.d. que : V + > V - Vo =, e V + < V - Vo = ~ Alarme 1) faire une able de vérié donnan en foncion des différene siuaions de par rappor à V1 e V2. onner l'expression logique de en foncion de A e. essiner le circui logique. 2) Proposer une modificaion pour que le circui logique soi rédui à une seule pore logique. 3) La résisance saique de la bobine es = 0.5 k, calculer pour que le ransisor soi sauré (avec Ib = 2 Ibsa) quand la sorie de la pore logique es au niveau hau soi Vs = 3.5V

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