Programme de Physique pour la 2ème annéé (pdf, 60Ko)

TRONC COMMUN — DEUXIEME ANNEE
1. Optique.
− Principes généraux de l'optique géométrique, principe de Fermat, réflexion, réfraction, lois de
Descartes-Snell.
− Systèmes centrés, approximation de Gauss, éléments cardinaux.
− Dioptres, lentilles minces, miroirs.
Photométrie, unités, mesures.
Prismes, diffraction, réseaux.
− Interférences.
2. Phénomènes de propagation
Rayonnement d'un doublet, notion d'antenne, champ proche et champ lointain.
Equations de Maxwell, relativité.
− Propagation d'une onde dans le vide, polarisation, énergie, ondes progressives et
stationnaires.
− Propagation dans un milieu diélectrique, dispersion, absorption, vitesses de groupe et de
phase.
Lois de continuité entre deux milieux.
3. Electronique
1 Notions de base sur les semi-conducteurs
1.1 Le semi-conducteur intrinsèque
1.1.1 Elément semi-conducteur
1.1.2 Cristal semi-conducteur
1.1.3 Electrons de valence — électrons de conduction
1.1.4 Notion de trous
1.1.5 Concentration en électrons libres et en trou
1.1.6 Conductivité d'un semi-conducteur
Expression de la densité de courant
1.2 Le semi-conducteur dopé 1.2.1 Dopage de type N :

1.2.2 Dopage de type P :
1.2.3 c) Concentration des charges libres (électrons libres et trous)
2 La jonction PN
2.1 Préliminaire : le courant de diffusion
2.2 La jonction PN
2.2.1 Définition
2.2.2 Apparition du champ électrostatique intrinsèque
2.2.3 Etude quantitative
2.2.4 Mouvement des porteurs à travers la jonction
3 La diode (de redressement) 3.1
Généralités
3.2 Polarisation de la diode 3.2.1
Polarisation en inverse 3.2.2
Polarisation en direct
3.3 Modélisation de la diode
3.3.1 Diode bloquée 3.3.2
Diode passante
3.4 Puissance dissipée dans une diode
3.5 Comment savoir si une diode est passante ou non.
3.6 La diode zéner
4 Le transistor bipolaire
4.1 Généralités
4.2 L'effet transistor
4.3 Bilan des courants dans le transistor
4.3.1 a) Relations entre les courants pour VCE constant :
4.3.2 b) Relation entre les courants pour VCE variable
4.4 Les caractéristiques du transistor en émetteur commun
4.4.1 Caractéristique l
e
= f(V
cE
) à I
B
constant
4.4.2 Caractéristique l
e
=f(I
B
) à
VcE
constant 4.4.3
Caractéristique V
BE
=f(I
B
) à
VCE
constant 4.4.4
Caractéristique V
BE
=f(V
cE
) à I
B
constant
4.5 Modélisation du transistor
4.5.1 Transistor bloqué 4.5.2
Transistor passant
4.6 Polarisation d'un transistor
4.6.1 Polarisation en régime linéaire
Polarisation par pont diviseur de tension
4.6.2 Transistor en régime saturé
4.7 Le transistor utilisé en amplificateur, exemple de l'amplificateur en émetteur commun —
schéma variationnel

Etude de la polarisation
Etude de la stabilisation
5 Le transistor à effet de champ
5.1 Le J-FET (Jonction Field Effect Transistor)
5.1.1 Principe
5.1.2 Etude quand
Vos=+Vcc
et V
G
s=O
5.1.3 Etude quand VDS est variable et V
i
s=O
5.1.4 Etude quand VDS et VGS sont variables
5.1.5 Caractéristiques
5.1.6 Schémas équivalents :
5.1.7 Utilisation du J-FET
5.1.8 Polarisation du transistor
6 Le MOSFET (Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor)
6.1 Principe du MOSFET à appauvrissement
6.1.1 Symboles :
6.2 Principe du MOSFET à enrichissement
6.2.1 Caractéristiques d'un transistor NMOS à enrichissement :
6.2.2 Symbole :
LE CALCUL OPERATIONNEL
LA TRANSFORMEE DE LAPLACE
1 LA TRANSFORMEE DE LAPLACE 1.1
Définition
1.2 Propriétés
1.2.1 Linéarité
1.2.2 Transformée de Laplace de la dérivée d'une fonction
1.2.3 Transformée de Laplace de l'intégrale d'une fonction
1.2.4 Théorème du retard
1.2.5 Théorème de la valeur initiale
1.2.6 Théorème de la valeur finale
1.3 Transformées de Laplace des fonctions courantes
1.3.1 Impulsion de Dirac â(t) :
1.3.2 Echelon de Heaviside F (t)
1.3.3 Rampe
1.3.4 Exponentielle
1.3.5 Sinusoïde
1.3.6 Cosinuoïde
2 APPLICATION A LA RESOLUTION DES SYSTEMES ELECTRIQUES 2.1
Transformée de Laplace et équation différentielle
2.2 Schéma opérationnel équivalent des dipôles linéaires
2.2.1 La résistance

2.2.2 Le condensateur
2.2.3 L'inductance
2.2.4 Remarque concernant les unités
2.3 Exemples
2.3.1 Circuit R-C série
2.3.2 Condensateurs chargés, branchés en parallèle
2.3.3 Inductance réelle alimenté par une tension sinusoïdale
3 TRANSMITTANCE OPERATIONNELLE 3.1
Définition
3.2 Stabilité d'un système linéaire
1 QUADRIPOLES PASSIFS LINEAIRES 1.1
Généralités
1.2 Les matrices les plus utilisées pour représenter un quadripôle
1.2.1 La matrice de transfert
1.2.2 Matrice impédance
1.3 3. Matrice admittance
1.4 Matrice hybride (utilisée surtout pour les transistors)
1.5 Quadripôles en 7T et en T
1.5.1 Quadripôle en n
1.5.2 Quadripôle en T
1.5.3 Le théorème de Kennely
2 ASSOCIATION DE DIPOLES ET DE QUADRIPOLES
2.1 Principe
2.2 Impédance d'entrée
2.3 Impédance de sortie
2.3.1 Première méthode : U
2
= E
0
— Z
s
I
2
2.3.2 Deuxième méthode : MET avec des sources commandées
2.4 Adaptation d'impédances
2.4.1 a. Puissance transmise entre deux dipôles
2.4.2 Quadripôle adaptateur
3 ASSOCIATION DE QUADRIPOLES 3.1
Série-série
3.2 Parallèle-parallèle
3.3 Série-parallèle
3.4 Parallèle-série
3.5 Cascade
3.6 Exemple

4 CIRCUITS ELECTRONIQUES COMMANDES
4.1 Principe
4.2 Source de tension commandée en tension STCT
4.3 Source de tension commandée en courant STCC
4.4 Source de courant commandée en tension SCCT
4.5 Source de courant commandée en courant SCCC
LA CONTRE-REACTION
LE SYSTEME A CONTRE-REACTION
1.1 1. Principe
1.2 2. Formule de Black
1.3 3. Réaction et contre-réaction
2 II. LES QUATRE TYPES DE RETROACTIONS
2.1
Rétroaction tension-tension (= série-parallèle)
2.2
Rétroaction tension-courant (=série-série)
2.3
Rétroaction courant-tension (=parallèle-parallèle)
2.4
Rétroaction courant-courant (=parallèle-série)
3
ETUDE DETAILLEE D'UNE RETROACTION
3.1 Principe
3.2 2. Etude détaillée de la rétroaction tension-tension
3.2.1 a. Bande passante :
3.2.2 Impédance d'entrée :
3.2.3 Impédance de sortie :
3.2.4 Distorsion harmonique :
4 Exemple de rétroaction : étude d'un transistor bipolaire en régime linéaire
4.1 Polarisation
4.2 2. Etude de l'amplificateur en émetteur commun avec rétroaction partielle.
4.2.1 Etude de l'amplificateur en émetteur commun avec rétroaction partielle en tant
qu'association de quadripôles :
L'AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
1. L'AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL PARFAIT
1. Caractéristique entrée-sortie
2. Différents régimes de fonctionnement de l'A.O.P.
a. Régime linéaire
b. Régime de saturation