PLAN DE COURS Hiver 2016 GIF-2000 17779 - Électronique pour ingénieurs informaticiens Informations générales Crédits : 3 Temps consacré : 3-3-3 Mode d'enseignement : Présentiel Site Web : http://wcours.gel.ulaval.ca/2016/h/GIF2000 Intranet Pixel : https://pixel.fsg.ulaval.ca Enseignant(s) : Le-Huy, Hoang [email protected] Responsable : à déterminer Date d'abandon sans échec avec 25 Janvier 2016 à 23h59 remboursement : Date d'abandon sans échec sans 21 Mars 2016 à 23h59 remboursement : Description sommaire Ce cours traite de l'analyse et de la conception des circuits électroniques utilisant des composants discrets et intégrés. Les caractéristiques des composants passifs (R, L, C, transformateur) sont étudiées. Les composants électroniques à semi-conducteur (diodes, transistors bipolaires, transistors à effet de champ JFET et MOSFET) sont étudiés et modélisés. Les circuits intégrés analogiques et numériques sont étudiés. Les circuits de base linéaire et non linéaire pour le traitement du signal sont analysés. Les méthodes de conception des circuits électroniques sont présentées et appliquées à la réalisation des fonctions de base. Liens avec le(s) programme(s) Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants : • développer la capacité d'intégrer les considérations théoriques, logicielles et matérielles et à procéder à une démarche méthodologique qui conduit à la modélisation, la conception et la réalisation de systèmes ou produits conformes aux valeurs et aux exigences du génie; • connaître et exploiter les aspects théoriques de la représentation des signaux et de l'information; • connaître et exploiter la technologie électronique, en étant en mesure d'apprécier ses fondements physiques; 1/6 • développer l'ouverture sur des champs d'applications tels que la fabrication de matériel d'ordinateur, la conception de logiciels complexes, la commande industrielle, la conception et la fabrication assistées par ordinateur, l'instrumentation et la mesure, les systèmes intelligents, le multimédia, la réalité virtuelle ou encore les communications numériques; • Etre en mesure de mener simultanément une démarche méthodologique qui combine créativité, rigueur et pragmatisme; • être conscient des retombées sociales et économiques de ses interventions et les prendre en considération; • faire preuve de soin et de dextérité dans la mise en forme de prototypes et de réalisations et être capable d'encadrer le personnel technique qui en a la charge. Objectifs À la fin du cours, l'étudiant devra être capable de : - analyser le fonctionnement des circuits électroniques courants avec l'aide d'un logiciel de simulation, - déterminer théoriquement et mesurer les caractéristiques et performances des circuits électroniques courants, - concevoir des circuits électroniques à composants discrets pour réaliser les fonctions analogiques de base, - concevoir des circuits électroniques à composants intégrés pour réaliser les fonctions analogiques et numériques de base. Contenu Introduction (2h) : Électronique et ses applications. Composants passifs. Composants électroniques discrets et intégrés. Méthodes d'analyse et de conception. Outils informatiques : PSpice, Altium. Composants passifs (3 h) : Résistance, inductance, condensateur, transformateur. Caractéristiques et modèles. Applications de base de composants passifs. Diodes à semi-conducteur (4h) : Diodes à jonction PN : structure, fonctionnement, caractéristiques. Modèles de diodes. Diode Zener. Diode Schottky. Photodiode. Diode électroluminescente (DEL). Applications de base de diodes. Transistors bipolaires (5h) : Transistors bipolaires : structure, fonctionnement, caractéristiques. Modèles de transistors bipolaires. Photo-transistors. Optocoupleurs. Applications de base de transistors bipolaires. Transistors à effet de champ (5h) : Transistors JFET : structure, fonctionnement, caractéristiques. Transistors MOSFET : structure, fonctionnement, caractéristiques. Modèles de transistors à effet de champ. Applications de base des transistors à effet de champ. Circuits intégrés (1h) : Introduction aux circuits intégrés analogique, numérique et interface. Amplificateurs opérationnels (3h) : Structure interne, caractéristiques, performance. Rétroaction. Réponse en fréquence. Configurations de base. Applications linéaire et non-linéaire des AMP OP (6h) : Amplificateurs. Filtres analogiques. Comparateurs. Régulateurs. Oscillateurs. Générateurs de fonctions. Redresseurs. Applications des CI non-linéaires (4h) : Convertisseurs A/N et N/A. Générateurs de fonctions. Modulateurs. Redresseurs. Circuits intégrés numériques (3h) : Familles de CI numériques : TTL, ECL, CMOS et BiCMOS. Structure interne et caractéristiques électriques. Fonctions de base. Applications des CI numériques (3h) : Registres. Mémoires. Compteurs. Décodeurs. Opérateurs mathématiques. Microprocesseurs. 2/6 Modalités sur les laboratoires - Les travaux pratiques comprennent les expériences au laboratoire et les simulations sur ordinateur. - La présence aux séances de travaux pratiques est obligatoire. - L'utilisation du logiciel Altium Designer pour simuler les circuits électroniques est obligatoire. - Un rapport de préparation doit être remis au début de chaque séance de travaux pratiques. Déroulement du cours Cours magistral (3 heures par semaine). Dépannage (1 heure par semaine). Exercices. Travaux pratiques (8 séances). Détails sur les modalités d'évaluation - L'évaluation est basée sur les épreuves suivantes: un examen partiel (35%), un examen final (35%), un projet (10%) et huit laboratoires (20% total). - La note de passage est de 50%. - La cote finale ne sera disponible qu'à la sortie du relevé de notes. - Les révisions de notes seront faites conformément à la procédure officielle du Règlement des études et des règles de la Faculté seulement. Échelle des cotes (cycle 1) Échelle des cotes A+ [ 90.00 - 100 ] A [ 86.00 - 89.99 ] A- [ 82.00 - 85.99 ] Réussite B+ [ 78.00 - 81.99 ] B [ 74.00 - 77.99 ] B- [ 70.00 - 73.99 ] Réussite C+ [ 66.00 - 69.99 ] C [ 62.00 - 65.99 ] C- [ 58.00 - 61.99 ] Réussite D+ [ 54.00 - 57.99 ] D [ 50.00 - 53.99 ] Réussite E [ 0.00 - 49.99 ] X Échec Abandon sans échec (dans les délais prévus) Bibliographie Obligatoire H. LE-HUY, Électronique pour ingénieurs électroniciens, notes de cours, 2015. Recommandé A. SEDRA, K. SMITH, Microelectronic Circuits, 6th Edition, Oxford University Press, 2009, ISBN 0195323033. Supplémentaire 3/6 B. RAZAVI, Fundamentals of Microelectronics, 1st Edition, John Wiley & Sons, 2008, ISBN 0471478466. Modalités d'évaluation Examen Date Heure Pondération de la note finale Document(s) autorisé(s) Examen partiel Mercredi 24 février 2016 14h30 à 16h20 35.00% Une feuille manuscrite recto-verso Examen final Lundi 25 avril 2016 10h30 à 12h20 35.00% Une feuille manuscrite recto-verso Travail Équipes Date d'échéance Heure 2 Mardi 2 février 2016 11h30 TP2 Transistors bipolaires 2 Mardi 9 février 2016 11h30 TP3 Transistors à effet de champ 2 Mardi 16 février 2016 11h30 TP4 Transistors en commutation 2 Mardi 23 février 2016 11h30 TP5 Amplis Opérationnels 2 Mardi 15 mars 2016 11h30 TP6 Générateur de fonctions 2 Mardi 22 mars 2016 11h30 2 Mardi 29 mars 2016 11h30 TP8 Convertisseurs N/A et A/N 2 Mardi 12 avril 2016 11h30 Projet (Rapport et démo) 2 Mardi 19 avril 2016 11h30 TP1 Diodes TP7 Modulateur PWM Date d'activité Heure Pondération de la note finale n/a n/a 2.50% n/a n/a 2.50% n/a n/a 2.50% n/a n/a 2.50% n/a n/a 2.50% n/a n/a 2.50% n/a n/a 2.50% n/a n/a 2.50% n/a n/a 10.00% Horaire et disponibilités Atelier : Mercredi 15h30 à 16h20 PLT-2501 Mercredi 14h30 à 15h20 PLT-2573 (du 11 janv. au 4 mars) (du 7 mars au 22 avril) 4/6 Cours en classe : Lundi Mercredi Mercredi Jeudi Disponibilité de l'enseignant : Lundi 10h30 à 12h20 14h30 à 15h20 15h30 à 16h20 14h30 à 16h20 14h00 à 16h00 PLT-2501 PLT-2501 PLT-2573 PLT-2573 PLT-2315 (du 11 janv. au 4 mars) (du 11 janv. au 4 mars) (du 7 mars au 22 avril) (du 7 mars au 22 avril) (du 12 janv. au 24 avril) Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation La politique sur l'utilisation d'appareils électroniques de la Faculté des sciences et de génie peut être consultée à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Calculatrices-autorisees-FSG.pdf. Politique sur le plagiat et la fraude académique Règles disciplinaires Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'Université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 28 à 32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante: http://www2.ulaval.ca/fileadmin/Secretaire_general/Reglements/Reglement_disciplinaire.pdf Plagiat Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de: 1. copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source; 2. résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source; 3. traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance; 4. remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant); 5. remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires. L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant soumette vos travaux pour analyse. Étudiants ayant un handicap, un trouble d apprentissage ou un trouble mental Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent impérativement se conformer à la politique d'Accommodations scolaires aux examens de la Faculté des sciences et de génie qui peut être consultée à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Politique-Facultaire-Accommodements.pdf 5/6 6/6