GPA325 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE Préalable(s) : Profil T : GPA220 PLAN DE COURS SESSION AUTOMNE 2013

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1 École de technologie supérieure Département de génie de la production automatisée Responsable(s) du cours : Crédits : 4 Richard Macdonald, ing. M.Ing. GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE Préalable(s) : Profil T : GPA220 PLAN DE COURS SESSION AUTOMNE Coordonnées de l enseignant Information variable / enseignant Groupe 01: Simon Lessard (simon.lessard@etsmtl.ca) 2. Descriptif officiel du cours - Information fixe / Description annuaire Acquérir des notions élémentaires d électronique et de logique. Électronique : semi- conducteurs, théorie des diodes, circuits à diodes, diodes spéciales, transistors bipolaires, circuits de polarisation d'un transistor, amplificateurs à émetteur commun, à collecteur commun et à base commune, transistors à effet de champ et circuits intégrés. Logique : circuits logiques de base, circuits numériques combinatoires, circuits et systèmes séquentiels et systèmes intégrés à très grande échelle. Séances de laboratoire axées sur la concrétisation de la théorie vue au cours et l'utilisation de logiciels de simulation.. Objectifs spécifiques du cours - Information variable / enseignant Le cours permet à l étudiant de : Comprendre le fonctionnement de composants non linéaires et linéaires utilisés dans les circuits électroniques (diodes, transistors, amplificateurs opérationnels); Utiliser les méthodes d analyse et de conception des circuits avec des composants non linéaires; Utiliser des composants électroniques dans des applications concrètes (blocs d alimentation, amplificateurs à transistors, ); Introduire à la logique booléenne, la logique combinatoire et la logique séquentielle; Comprendre le fonctionnement de composants logiques (portes, bascules, ); Utiliser des composants logiques dans des applications concrètes (horloges, séquenceurs, machines à états finis, ) Session automne 201 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE 1

2 4. Stratégies pédagogiques utilisées Information variable / enseignant 9 heures de cours magistral (enseignement théorique) 6 heures de laboratoire (projet de session) 5,5 heures de travail personnel par semaine Pour atteindre les objectifs, l étudiant devra, à chaque semaine, assister à un exposé théorique ( h 0), travailler en laboratoire sur les composants électroniques et participer à des travaux dirigés autour de problèmes soumis pour vérifier et comprendre la théorie apprise. L étudiant préparera soigneusement les séances de laboratoire et de travaux dirigés. Des exercices en devoir permettront de bien assimiler la matière du cours. 5. Contenu du cours Information variable / enseignant Distribution du contenu du cours conformément à la description annuaire. Il est à noter que le total des heures de cours doit totaliser 9 heures. Date Contenus traités dans le cours Heures Théorie des semi- conducteurs et diode 1 Théorie des semi- conducteurs 6 sept Diode 2 Application des diodes et des diodes Zener 11 sept Circuits de redressement 1 sept 4 20 sept 5 27 sept 6 4 oct 7 11 oct 8 18 oct 9 1 er nov 10 8 nov Diode Zener Diode électroluminescente Régulateur de tension à diode Zener Le transistor bipolaire Fonctionnement Polarisation Amplificateurs à transistors bipolaires : modèle faible signal Condensateurs de couplage et de découplage Modèles AC du transistor Paramètres d un amplificateur Amplificateurs de tension Amplificateurs multi- étages Amplification de puissance Montage émetteur suiveur Darlington Régulation de tension Amplificateurs de puissance EXAMEN INTRA Transistors à effet de champ Fonctionnement JFET Polarisation du JFET Amplification JFET Applications Session automne 201 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE 2

3 11 15 nov 22 nov 1 29 nov Logique combinatoire Systèmes et bases de numérotation, codes Circuits logiques : portes élémentaires, tables de vérité Algèbre de Boole Réduction de fonction au moyen de la table de Karnaugh Logique séquentielle Horloges Bascules Compteurs, registres à décalage Séquenceurs, machines à états finis Électronique numérique Modes saturés /bloqués des transistors bipolaires et à effet de champ États logiques et niveaux de tension Familles DTL et TTL Familles MOS et CMOS Total 9 6. Laboratoires ou travaux pratiques Information variable / enseignant Il est à noter que le total des heures de laboratoires ou travaux pratiques doit totaliser 24 heures ( cr.) ou 6 heures (4 cr.) Date Description (A- 564) Heures Labo1 : Bloc d alimentation Séances Circuits redresseurs : simple et double alternance 1 à 4 Filtrage capacitif sep Régulateur shunt 2-9 oct Régulateur série Séances 1 à oct 6-1 nov Séances 1 à nov 4-6 déc Labo2 : Amplificateur multi- étages Polarisation et amplification du transistor bipolaire et du JFET Modèle c.a. des étages d amplification : source commune, émetteur commun et émetteur suiveur (puissance, classe AB) Paramètres des étages : Impédances d entrée et de sortie, gain) Amplificateurs multi- étages et amplificateurs de puissance Labo : Logique séquentielle Horloge 55 en base de temps et modulation de largeur d impulsion Compteur binaire 4- bits et décodeur BCD à 7- segments Construction de la machine à états finis (MÉF) Vérification de la MÉF avec moteur c.c. Total 6 7. Utilisation d outils d ingénierie Information variable / enseignant Ensemble de pièces électroniques (disponible à la Coop ÉTS) Ensemble de fils précoupés, pinces, tournevis, etc. (disponibles à la Coop ÉTS) Session automne 201 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE

4 Oscilloscope, bloc d alimentation, générateur et multimètre numérique 8. Évaluation Information variable / enseignant Activité Description % Date de remise Travaux Sélection de problèmes en rapport avec la matière dirigés vue en classe et de la séance de laboratoire - Laboratoires Labo 1, Labo2 et Labo Équipe de 2 étudiants (max.). Un rapport par équipe 25 (1) avec évaluation solidaire. Devoirs Devoir 1, Devoir 2 Une copie par étudiant. Collaboration permise. 10 (2) Quiz 4 quiz - 10 En classe Intra Matière des cours 1 à 7 0 (2) Final Matière des cours 9 à 1 25 (2) Note (1) : La semaine suivant la fin de la séance 4 de chaque laboratoire (Labo1, 2 et ) Note (2) : Les dates exactes de remise des devoirs ou de la tenue des examens (Intra et Final) seront communiquées lors du premier cours. DOCUMENTATION PERMISE : Quiz : Toute documentation permise. Intra: feuilles de notes (recto- verso). Final: Toute documentation permise. Dans les trois cas, la calculatrice est permise. Retard de remise d un travail Information variable / enseignant Pour les devoirs et les rapports de laboratoire, une pénalité de 5 % par jour de retard est applicable. Utilisation d appareils électroniques Information variable / enseignant Voir la section Documentation obligatoire Information variable / enseignant Partie électronique : MALVINO, A.P. et D.J. BATES (2008). Principes d électronique, 7 e éd., Dunod. Laboratoires : Cahier de laboratoires, (rév. 201) - Document PDF en ligne sur le site du cours, révisé par Simon Lessard et Richard Macdonald pour simulateur CircuitLab, septembre 20, 201. Documentation recommandée : Partie logique : Session automne 201 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE 4

5 FLOYD, T.L. (2000). Systèmes numériques : concepts et applications, 7 e éd., Goulet. Page web du cours : http : // ca /cours/gpa Ouvrages de référence Information variable / enseignant BOYLESTAD et al. (2009). Electronic Devices and Circuit Theory, 10 e éd. Prentice Hall. CATHEY, J.J. (200). Circuits et systèmes électroniques, 2 e éd., Schaum s, Dunod. JAEGER, R.C. (1997). Microelectronic Circuit Design, McGraw- Hill. MILLMAN. J. et A. GRABEL (1988). Micro- électronique, McGraw- Hill. TOCCI, R.J., N.S. WIDMER, MOSS, GREGORY L. (2007). Digital Systems: Principles and Applications, 10 e éd., Pearson Prentice Hall. Session automne 201 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE 5

6 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE ANNEXE I 1. Caractéristiques du cours Information fixe / rappel Responsable(s) du cours : Richard Macdonald Coordonnées de l enseignant : Groupe 01: Simon Lessard (cc- simon.lessard@etsmtl.ca) Préalables : Profil T : GPA220 Crédits : 4 2. Descriptif officiel du cours Information fixe / Description annuaire Acquérir des notions élémentaires d électronique et de logique. Électronique : semi- conducteurs, théorie des diodes, circuits à diodes, diodes spéciales, transistors bipolaires, circuits de polarisation d'un transistor, amplificateurs à émetteur commun, à collecteur commun et à base commune, transistors à effet de champ et circuits intégrés. Logique : circuits logiques de base, circuits numériques combinatoires, circuits et systèmes séquentiels et systèmes intégrés à très grande échelle. Séances de laboratoire axées sur la concrétisation de la théorie vue au cours et l'utilisation de logiciels de simulation.. Répartition des unités d agrément du BCAPG - Information fixe / institution Maths Sciences naturelles Études complémen- taires Science du génie Conception en ingénierie Total 0,0 16,2 0,0 2,4 16,2 64,8 4. Qualités (Qx) et compétences (Cy) enseignées et ou évaluées - Information fixe / identification des qualités et compétences Session automne 201 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE 6

7 5. Évaluation Absence à un examen Information fixe Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l étudiant devra justifier son absence auprès de la coordonnatrice Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l attribution de la note zéro (0). Plagiat et fraude Information fixe Les clauses du «Chapitre 10 : Plagiat et fraude» du «Règlement des études de 1 er cycle» s appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier! actuels/cycles- sup/realisation- etudes/citer- pas- plagier Session automne 201 GPA25 INTRODUCTION À L'ÉLECTRONIQUE 7