Qualité de la rédaction : de +2 à -2 points (rappeler obligatoirement

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
segments de droites : Id = 0AsiVd < 0.6
Vd = 0.6VsiId > 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 Id
Q
(en A) et Vd
Q
(en V). Un signal v
d
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 i
d
en fonction de v
d
.
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
notée dI
C
du courant collecteur I
11)
Pour quelle condition peut
12)
Si le transistor présente une tension d’Early V
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 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
V, la tension des émetteurs est de
d’Early de -
100 et la résistance R1=1 k
3) D
onner le schéma équivalent petit signal, basse fréquence associé
calculer sa résista
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
id
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
transistors ne présentent pas d’effet Early. Le courant d’alimentation IEE délivre un
A partir de l’expression du gain
en courant
statique exprimer la différentielle totale
du courant collecteur I
C
Pour quelle condition peut
-
on dire que le gain statique s’identifie au gain dynamique.
Si le transistor présente une tension d’Early V
A
calculer l’expression donnant la
résistance dynamique de sortie du transistor en régime actif.
En utilisant le résultat obtenu à la question 7, donner l’expression de la résistance
dynamique d’entrée du tr
ansistor.
Donner le schéma équivalent petit signal basse fréquence d’un transistor bipolaire.
: Miroir de courant
Quelle fonction doit réaliser un miroir de courant
?
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 V, les tensions base collecteur sont de 0.6
V, la tension des émetteurs est de
-12 V, le gain statique β
0
est de 100, la tens
100 et la résistance R1=1 k
Ω
. Calculer le courant délivré par
onner le schéma équivalent petit signal, basse fréquence associé
nce dynamique. Commenter le résultat obtenu.
La paire différentielle
Le schéma de la paire différentielle est donné figure 2. Les transistors Q3 et Q4 sont
entiques, le gain en courant dynamique est le même que le gain en courant
100. Les tensions base émetteur seront prisent à 0
transistors ne présentent pas d’effet Early. Le courant d’alimentation IEE délivre un
statique exprimer la différentielle totale
on dire que le gain statique s’identifie au gain dynamique.
calculer l’expression donnant la
En utilisant le résultat obtenu à la question 7, donner l’expression de la résistance
Donner le schéma équivalent petit signal basse fréquence d’un transistor bipolaire.
Soit le miroir de courant donné figure 1. Les transistors Q1 et Q2 sont identiques, la
0.6 V, les tensions base collecteur sont de 0.6
est de 100, la tens
ion
. Calculer le courant délivré par
circuit.
Figure 1
à ce miroir,
Le schéma de la paire différentielle est donné figure 2. Les transistors Q3 et Q4 sont
entiques, le gain en courant dynamique est le même que le gain en courant
100. Les tensions base émetteur seront prisent à 0
.6 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
2)
Même question, pour une résistance de charge RL=100
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
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
de mode commun.
7)
Donner le schéma équivalent petit signa
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’
9)
Proposer un montage permettant de réaliser le générateur IEE.
courant de 12.4 mA. En supposant que la résistance de charge RL est infinie calculer
valeur à donner à Rc pour que les
tensions
sur les collecteurs soient d
Même question, pour une résistance de charge RL=100
Ω.
A partir de cette question on supposera cette charge RL toujours présente.
Calculer les points de fonctionnement de Q3 et Q4.
Calculer les paramètres dynamiques de ces
transistors.
Si on suppose que le générateur de courant continu IEE possède une résistance
. Donner le schéma équivalent petit signal (la charge RL est
Donner le schéma équivalent petit signal associé au mode commun et
Donner le schéma équivalent petit signa
l associé au mode différentiel,
gain de mode différentiel et l’impédance d’entrée du montage associée à ce mode.
Calculer le taux de réjection de mode commun que l’
on exprimera en db.
Proposer un montage permettant de réaliser le générateur IEE.
courant de 12.4 mA. En supposant que la résistance de charge RL est infinie calculer
sur les collecteurs soient d
e 8 V.
Figure 2
A partir de cette question on supposera cette charge RL toujours présente.
Si on suppose que le générateur de courant continu IEE possède une résistance
. Donner le schéma équivalent petit signal (la charge RL est
Donner le schéma équivalent petit signal associé au mode commun et
calculer le gain
l associé au mode différentiel,
calculer le
gain de mode différentiel et l’impédance d’entrée du montage associée à ce mode.
on exprimera en db.