Module GLEE 502 Sujet de juin 2013 Durée 3h00 Auteur du sujet : A. Hoffmann Calculatrice autorisée Aucun document, téléphones éteints Aucun appareil de télécommunication autorisé. Qualité de la rédaction : de +2 à -2 points (rappeler obligatoirement la numérotation des questions dans vos réponses, la copie doit être lisible et les phrases sont à rédiger et à orthographier correctement) Partie 1 : Diodes et transistors bipolaires 1) Donner l’équation de Shockley que permet-elle de décrire ? 2) Décrire ce que représentent les paramètres utilisés dans cette équation. 3) Quelles sont les hypothèses à poser pour transformer cette équation en deux Id = 0AsiVd < 0.6 segments de droites : Vd = 0.6VsiId > 0 4) Donner le développement en série de Taylor McLauren à l’ordre 4 de la fonction e a est une constante et x tend vers 0. , 5) On suppose que la diode est polarisée au point de fonctionnement IdQ (en A) et VdQ (en V). Un signal vd vient se superposer à la polarisation. En posant les bonnes hypothèses pour supposer que la diode fonctionne en régime linéaire exprimez la variation de courant id en fonction de vd. 6) Que représente une résistance dynamique et quand peut-on l’utiliser? 7) Quelle(s) hypothèse(s) doit-on faire pour que la résistance dynamique de la diode puisse s’écrire r = / 8) Donner les schémas symboliques des transistors bipolaires NPN et PNP et y placer le sens des courants. Les courants seront pris positifs. 9) Donner l’expression du gain en courant statique β. 10) A partir de l’expression du gain en courant statique exprimer la différentielle totale notée dIC du courant collecteur IC 11) Pour quelle condition peut-on peut on dire que le gain statique s’identifie au gain dynamique. 12) Si le transistor présente une tension d’Early VA calculer l’expression donnant la résistance dynamique de sortie du transistor en régime actif. 13) En utilisant le résultat obtenu à la question 7, donner l’expression de la résistance dynamique d’entrée du transistor. tr 14) Donner le schéma équivalent petit signal basse fréquence d’un transistor bipolaire. Partie 2 : Miroir de courant 1) Quelle fonction doit réaliser un miroir de courant ? 2) Soit le miroir de courant donné figure 1. Les transistors Q1 et Q2 sont identiques, la tension sur le collecteur de Q1 est de -0.6 0.6 V, les tensions base collecteur sont de 0.6 V, la tension des émetteurs est de -12 V, le gain statique β0 est de 100, la tension tens d’Early de -100 100 et la résistance R1=1 kΩ. k . Calculer le courant délivré par circuit. Figure 1 3) Donner onner le schéma équivalent petit signal, basse fréquence associé à ce miroir, calculer sa résistance nce dynamique. Commenter le résultat obtenu. Partie 3 : La paire différentielle 1) Le schéma de la paire différentielle est donné figure 2. Les transistors Q3 et Q4 sont identiques, entiques, le gain en courant dynamique est le même que le gain en courant statique de valeur 100. Les tensions base émetteur seront prisent à 0.6 0 V. Ces transistors ne présentent pas d’effet Early. Le courant d’alimentation IEE délivre un courant de 12.4 mA. En supposant que la résistance de charge RL est infinie calculer la valeur à donner à Rc pour que les tensions sur les collecteurs soient de d 8 V. 2) Même question, pour une résistance de charge RL=100 Ω. Figure 2 A partir de cette question on supposera cette charge RL toujours présente. 3) Calculer les points de fonctionnement de Q3 et Q4. 4) Calculer les paramètres dynamiques de ces transistors. 5) Si on suppose que le générateur de courant continu IEE possède une résistance dynamique de 9 kΩ.. Donner le schéma équivalent petit signal (la charge RL est conservée). 6) Donner le schéma équivalent petit signal associé au mode commun et calculer le gain de mode commun. 7) Donner le schéma équivalent petit signal signal associé au mode différentiel, calculer le gain de mode différentiel et l’impédance d’entrée du montage associée à ce mode. 8) Calculer le taux de réjection de mode commun que l’on l’on exprimera en db. 9) Proposer un montage permettant de réaliser le générateur IEE.