Examen janvier 2012

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Janvier 2012
Examen SPI231
1 Alimentation d’une LED
D’après les caractéristiques techniques, pour que la LED soit correctement allumée il faut que
le courant Id soit au moins égal à 4mA Dans ce cas la tension Vd = 2,1V.
Caractéristiques du transistor :
β =120, Vbe = 0,65V ; VCesat = 0,4V
Vcc = 5V
RC
Rb
Ve
La tension Ve ne pourra prendre que 2 valeurs : soit 0V, soit 5V.
a. Dans quel état sera le transistor lorsque Ve = 0V (justifier votre réponse) ?
b. Quand la tension Ve = 5V, on veut que le transistor soit saturé.
i. Quel sont les relations entre les courant ib et ic lorsque le transistor est
en fonctionnement linéaire et lorsqu’il est en fonctionnement saturé ?
ii. Pour les calculs des résistances Rb et Rc, on se place à la limite de la
saturation. C'est-à-dire que Vce = Vcesat et que la relation entre les
courant ib et ic est celle du cas du fonctionnement linéaire. Calculer la
valeur de Rc pour que la LED soit parfaitement éclairée.
iii. Quel est valeur minimale du courant Ib pour que la LED soit éclairée ?
En déduire la valeur de la résistance Rb. Est-ce que cette valeur de
résistance est un valeur minimale ou maximale (justifier) ?
2 Montage à base d’amplificateur opérationnel.
Soit le circuit suivant où la tension U:
L
R2
Ue
R1
+
Us
a.
b.
c.
Dans quel mode de fonctionnement se trouve l’AOp (fontionnement linéaire ou
fonctionnement en comparateur) ? Que peut-on dire de I+, I-, V+, V- ?
Donner l’expression de l’impédance équivalente à l’ensemble R2, L.
Donner l’expression de la fonction de transfert T(jω) = Us / Ue.. La mettre sous
jω
ωc
1
une des forme suivante : T0
ou T0
. Exprimer T0 et ωc en fonction
jω
jω
1+
1+
ωc
ωc
des données du problème.
Applications numériques : on donne R1 = 1kΩ, R2 = 10kΩ, L = 1µH. Calculer les
valeurs de T0 et ωc.
e.
Tracer le diagramme de Bode asymptotique, c’est à dire la courbe du gain en dB
et la courbe du déphasage en radian en fonction du log(ω). Rappel :
T dB = 20. log( T ) .
f.Comment se comporte le circuit réalisé (filtre passe-bas, passe-haut ou passe-bande) ?
d.