ELECTRONIQUE ANALOGIQUE

Electronique Analogique 98/99
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Université Joseph Fourier CESIRE Plate-forme EEE
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE
Organisation des TP
TP 1 Caractéristiques. Diodes et transistors.
TP 2 Principes de logique. Applications et Projet.
TP 3 Amplification de petits signaux.
TP 4 Redressement et filtrage.
TP 5 Stabilisation.
Annexe 1 Appareils utilisés.
Annexe 2 Caractéristiques.
Annexe 3 Projet.
Annexe 4 Alimentations stabilisées.
TP 1 - TRACE DE CARACTERISTIQUES - DIODES ET TRANSISTORS
1 - Caractéristique de diodes
Rappel
La puissance des diodes de redressement et zener utilisées est limitée à 1 W.
Montage
On alimentera le montage avec une tension E continue constante; Pour le tracé de la caractéristique point
par point, on fera varier la résistance R en série avec la diode. Il est conseillé de disposer toutes les
résistances prévues en barette sur la plaquette de montage et de déplacer les fils connecteurs.
Mesures
Tracer la caractéristique d'une diode point par point.
Interprétation
Déterminer sa tension seuil, et sa résistance dynamique en un point. Vérifier qu'une des branches de la
caractéristique est une exponentielle. Déterminer expérimentalement la pente de la droite log(I/Io) = f(U).
Compléments
Visualiser à l'oscilloscope cette caractéristique ou celle d'une autre diode.

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2 - Caractéristiques du transistor
On commencera par étudier les caractéristiques d'un transistor 2N2219A (ou un transistor BD 137)
considéré comme un dipôle (collecteur/émetteur) commandé par le courant de base.
Rappel
Voir en Annexe 1 les limites en courant et puissance des transistors utilisés.
Montage
Le montage de la figure 1 sera appelé circuit de polarisation par la suite.
t
t
T
n
3
E
RT
RBRC
BC
E
E = 15 volts
RB varie de 0 à 1 MΩ
B : la base
C : le collecteur
E : l'émetteur
Figure 1 - Circuit de polarisation d'un transistor
Détermination des paramètres
- Ecrire l'équation des mailles pour les mailles base-émetteur et emetteur-collecteur du montage de la
Figure 1.
- Déterminer les valeurs minimales de R
B et R C pour que le montage fonctionne en toute sécurité
(transistor et résistances). On introduira une valeur minimale pour R
B dans le circuit au moyen d'une
résistance étalon permanente RT.
Mesures
- Pour une valeur de quelques k? de RC, mettre en évidence les états bloqué et saturé du transistor. Pour
ce faire, on mesurera les tensions base-émetteur V
BE et collecteur-émetteur V CE pour ces états et on
interprétera les résultats au moyen de la loi des mailles:
E = (RB + RT) IB + VBE E = RC IC + VCE
- Tracer la caractéristique d'entrée-sortie du transistor IC en fonction de IB pour une valeur de RC choisie
de façon à atteindre la saturation.
- Tracer les caractéristiques I
C en fonction de V CE pour 3 ou 4 valeurs de R B en faisant varier la
résistance de collecteur RC.

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Interprétation
- En déduire le gain en courant du transistor.
- Indiquez sur les caractéristiques les régions correspondant au transistor bloqué, saturé et en régime
linéaire.
- Indiquer la droite de charge du transistor pour une valeur donnée de RC sur le réseau de caractéristiques
IC = f (VCE), ainsi que le point de fonctionnement du transistor pour une valeur donnée de RB. Indiquez le
point correspondant sur la courbe IC = f (IB).
T.P 2 - PRINCIPES DE LOGIQUE - APPLICATIONS ET PROJET
Ce TP illustre l'utilisation du transistor en commutation à travers la réalisation, d'une part de portes
logiques, d'autre part d'un petit moteur à vitesse variable.
On se propose d'abord de réaliser une porte logique élémentaire - le NON - à partir d'un transistor, puis
de comparer son comportement à celui du circuit intégré équivalent. On travaillera en logique positive :
- Niveau 1 - vrai - tension entre 2,4 V et 5 V
- Niveau 0 - faux - tension inférieure à 0,8 V
La présence ou l'absence de tension sera contrôlée par des diodes électroluminescentes (LED) et des
mesures plus précises seront effectuées à l'oscilloscope. Les circuits seront alimentés en 5 V (ne pas
dépasser 5,25 V) et les LED protégées par des résistances de 470 Ω.
1 - Circuit NON (ou Inverseur) en composants discrets
Montage
Réaliser et prévoir le fonctionnement du circuit ci-dessous (figure 2). T est un transistor 2N2219A ou BD
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Figure 2 - Circuit NON r
tt
t
E
E
1
u
D1D2
T
Rc
Rb
RdRd
5V
K
Us
Ue

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Détermination des paramètres
Calculer Rb et Rc pour que le transistor passe de l'état bloqué à l'état saturé quand on ferme l'interrupteur
K.
Mesures
Vérifier que les tensions Ue et Us satisfont aux conditions mentionnées ci-dessus. Rassembler tous ces
résultats dans un tableau.
Prolongement
Circuit NON-ET
Réaliser le schéma ( figure 3). Les LED et leurs résistances de protection ne sont pas représentées.
Effectuer les tâches décrites dans le paragraphe précédent. Conclure.
r
1
r
1
r
Rc
5V
E1
E2
S
Rb
Rb
G
Figure 3 - Circuit NON-ET
Dans le TP ne sera réalisé et étudié que l'un des deux montages décrits ultérieurement. Consulter
l'enseignant.
2 - Circuit NON (ou Inverseur) en circuit intégré
Montage
Le 7404 est une puce à 14 broches comportant 6 portes inverseuses. Le schéma en est donné ci-
dessous. Vous utiliserez des composants 74LS04 (technologie TTL-Low power Schottky) ou 74HC04
(technologie CMOS). Ces composants étant des circuits actifs, ils devront être alimentés (sous 5 V).
+
E1
S1
E2
S2 E3 S3
E4 S4 E5 S5 E6 S6 -
Figure 4 - Aspect et alimentation du 7404

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Mesures
- Tester une porte au moyen d'une LED protégée.
- Tester le bon fonctionnement des 6 portes de la puce.
- Tracer la caractéristique Us = f(Ue) d'une des portes point par point au multimètre, pour Ue croissant et
décroissant.
Interprétation
- Comparer les observations avec le cas d'une porte NON en technologie discrète.
- Les deux caractéristiques coïncident-elles? Déterminer la (les) tensions de basculement. Une porte TTL
peut-elle être utilisée dans la zone 0,8 V < Ue < 2,4 V?
Prolongement
Tracer la caractéristique de la même porte à l'oscilloscope.
3 - Application : détecter la présence d'un corps opaque
Vous disposez du matériel suivant
- une led rouge
- une led infrarouge
- un transistor BD 137
- un récepteur infra rouge (photo-transistor)
On prendra Rc = Rd = 100 Ω.
LED
infrarouge Photo
transistor t
t
n
3
Rt
Rb
Rc
r
E
E
t
tRd
RdUe
Us
Figure 5 - Détection d'un objet opaque
Mesurer le gain du transistor et réaliser le montage sur une plaquette
Quelques précautions à prendre
Placer la diode infrarouge et le photo-transistor face à face à une distance qui n'excède pas 3 cm. Le
phototransistor et la diode infrarouge se présentent tous les deux sous la forme de diode : ne pas les
confondre. Le phototransistor est de couleur sombre. Le collecteur est relié à la plus petite broche