plan de cours - PIXEL

PLAN DE COURS Automne 2009
GEL-2002 83738 - Électronique des composants discrets
Informations générales
Crédits : 3
Temps consacré : 3-3-3
Mode d'enseignement : Présentiel
Site Web : http://gel2002.gel.ulaval.ca
Intranet Pixel : https://pixel.fsg.ulaval.ca
Enseignant(s) : Dubois, Maxime [email protected]
Responsable : Dubois, Maxime [email protected]
Description sommaire
Ce cours est le premier de la séquence électronique. Il traite de la méthodologie de conception en
électronique, des caractéristiques, modèles et imperfections des composants électroniques
semi-conducteurs (diodes, transistors bipolaires, MOSFETs, JFETs) et passifs (résistances,
inductances, condensateurs); les fonctions de base de l'électronique analogique sont traitées
(comparaison, amplification, alimentation, filtrage, commutation, traitement de signal analogique)
ainsi que leur mise en oeuvre par l'utilisation de composants discrets. Les notions d'impédance
d'entrée/sortie appliquée à l'électronique, de refroidissement des composants électroniques et de
comptabilité électromagnétique sont également abordées.
Liens avec le(s) programme(s)
Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants :
connaître les technologies pertinentes aux divers champs d'application du génie électrique;• exploiter les connaissances acquises pour la conception et la réalisation de systèmes dans les
différents champs d'application du génie électrique.
•
acquérir une approche scientifique dans la résolution des problèmes;•
Liens avec le(s) programme(s)
Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants :
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connaître les technologies pertinentes aux divers champs d'application du génie électrique;• exploiter les connaissances acquises pour la conception et la réalisation de systèmes dans les
différents champs d'application du génie électrique.
•
acquérir une approche scientifique dans la résolution des problèmes;•
Objectifs
À la fin de ce cours l'étudiant devra :
Être familier avec la méthode de conception électronique;• Pouvoir mettre en oeuvre les fonctions de base de l'électronique analogique au moyen de
composants discrets;
•
Connaître les composants semi-conducteurs et passifs, plus spécifiquement leur symbole
schématique, leur aspect physique, leur modélisation électrique et leurs limites d'opérations;
•
Être en mesure d'effectuer l'analyse des circuits électroniques analogiques;• Maîtriser les concepts d'impédance d'entrée et d'impédance de sortie appliqués à
l'électronique;
•
Distinguer entre les principaux types d'interfaces (totem-pole, à collecteur ouvert, à drain
ouvert);
•
Connaître l'existence des principaux problèmes et solutions reliés à la compatibilité
électromagnétique en électronique;
•
Être familier avec les circuits de protection de l'électronique;• Être familier avec les méthodes de refroidissement de l'électronique; • Être familier avec la procédure expérimentale en électronique;•
Contenu
Cours théorique (37 h)
Introduction (1 h) : fonctionnement du cours; exemples d'utilisation de l'électronique;• Méthodologie de conception électronique (2 h) : définitions; avantages de l'électronique
analogique; fonctions; schéma fonctionnel; schéma électronique; circuit imprimé; symboles
des composants discrets.
•
Fonctions analogiques et composants discrets à diodes et passifs (10 h)
Diodes (4 h) : physique de l'état solide; diodes à jonction P-N; courbes
caractéristiques voltage-courant (V-I); modèles pour signaux forts; diodes Zener;
diodes Schottky; diodes électroluminescentes.
♦
Fonctions Comparaison /Condition (1 h) : fonction "plus grand que"; fonction "plus
petit que"; circuit écrêteur unipolaire et bipolaire; logique à diode.
♦
Composants passifs (1 h) : résistances; construction; code de couleurs; tolérance;
puissance. Condensateurs; construction; types polarisés; types bipolaires;
identification; voltage de claquage; tolérance. Inductances; types; bobinage ouvert;
bobinage fermé; courant de saturation; courant nominal.
♦
Fonctions Filtrage (2 h) : filtres passifs et filtres actifs; rappel sur les filtres passifs
RC, LC, RLC; réponse à l'échelon; couplage CA; découplage CA.
♦
Fonction Alimentation (2 h) : alimentation CA-CC simple et double alternance;
dimensionnement des filtres.
♦
•
Fonctions analogiques et composants discrets à transistors (21 h)•
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Transistor bipolaire (4 h) : Fonctionnement du transistor bipolaire; transistor NPN;
transistor PNP; courbes caractéristiques V-I; modèles pour signaux forts; modèles
pour signaux faibles,optocoupleurs
♦
Transistor à effet de champ (2 h) : construction du transistor à effet de champ;
MOSFET; transistor canal N; transistor canal P; courbes caractéristiques V-I; modèles
pour signaux forts.
♦
Fonction Détection/Commutation (2 h) : circuit de détection à transistor bipolaire;
inverseur logique à transistor; commutation sur charge résistive; commutation sur
charge inductive; déclenchement de relais; commutation à MOSFET; circuit CMOS;
commutation sur source CA; circuit d'amorce de thyristor.
♦
Notions d'inferfaçage, logique positive et négative (1 h) : interface totem-pole;
interface à collecteur ouvert; interface à drain ouvert; interface opto-isolée.
♦
Fontion Alimentation (2 h) : alimentation CC-CC linéaire à Zener; alimentation
CC-CC à transistor.
♦
Autres composants de commutation (2 h) : Thyristor; triacs, relais.♦ Fonction Amplification (7 h) :analyse graphique; droites de charge; choix d'un point
d'opération optimal ; analyse des conditions CC ; circuits de polarisation;
configurations de base; amplificateurs classe A, B, AB ; amplificateurs "push-pull";
distorsion; rendements de puissance des amplis linéaires.
♦
Introduction aux composants intégrés (2 h) : agencement de transistors; technologies TTL;
dérivation des portes logiques de base; famille CMOS; principe des mémoires statique et
dynamique.
•
Composants discrets; imperfections et parasites (1 h) : condensateurs : courant de fuite;
inductance série; résistance série. Inductances : capacité parallèle. Diode: capacité parasite;
diode à commutation rapide. Transistor à effet de champ: capacités parasites et capacités de
Miller.
•
Consignes sur les travaux
Les laboratoires hebdomadaires ont une importance capitale pour l'atteinte des objectifs du cours.
L'absence non justifiée d'une étudiante ou d'un étudiant à une séance de laboratoire entraîne
l'attribution d'une note zéro au compte rendu de laboratoire. Les rapports sont corrigés et les notes de
laboratoires sont incluses dans la moyenne finale
Modalités sur les laboratoires
Au début septembre, des lunettes seront disponibles chez Zone (local: 0128 pavillon Pouliot), au coût
de 7,00$ + taxes.
Déroulement du cours
Le cours est dispensé à raison de trois heures de cours et de trois heures de travaux pratiques par
semaine. Aucune note de cours n'est fournie. l'étudiant devra prendre en note la matière exposée au
tableau par le professeur. La présence au cours et au laboratoire est requise.
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À COMPTER DE LA SEMAINE DU 17 NOVEMBRE, LE COURS DU VENDREDI MATIN SERA
DÉPLACÉ AU MARDI 13H30-15H20 ET SERA TENU AU 2744. CETTE REMARQUE NE
S'APPLIQUE PAS AUX ÉTUDIANTS INSCRITS EN GIF-21947.
Détails sur les modalités d'évaluation
Il y a deux examens partiels ayant une durée de 1 heure chacun et un examen final ayant une durée de
2 heures. Chaque examen partiel compte pour 16% de la note totale pour le trimestre. L'examen final
compte pour 26% de la note totale pour le trimestre.
Le premier examen partiel couvre la matière vue depuis le début du trimestre jusqu'à la date du partiel.
Le second examen partiel couvre la matière vue depuis le premier examen partiel jusqu'à la date du
second examen partiel. L'examen final couvre toute la matière vue depuis le début du trimestre.
Aucun document n'est permis pendant les examens. L'utilisation de la calculatrice est permise.
Il y a 8 séances de laboratoires d'une durée de 3 heures, comptant pour 4% de la note finale chacun.
Pour chaque séance de laboratoire, un rapport par équipe doit être remis à l'assistant de laboratoire la
semaine suivant la séance de laboratoire.
Chacun des laboratoires est noté selon la répartition suivante:
• 70% pour le rapport de laboratoire. L'absence d'une introduction ou d'une conclusion constructives
entraîne une réduction des points;
• 20% pour le bon fonctionnement du circuit;
• 10% pour la qualité du montage.
Un retard dans la remise du rapport de laboratoire entraîne une pénalité de 20% sur la note totale du
laboratoire.
Il y a un mini-projet comptant pour 10% de la note finale. Le mini-projet doit être choisi au début de la
session. La présentation finale du mini-projet aux assistants de laboratoire se tiendra à la séance de
laboratoire prévue pour la semaine du 1er décembre.
Les cotes seront attribuées par le professeur selon la répartition suivante :
La cote ne sera disponible qu'à la sortie du relevé de notes. Les révisions de notes seront faites
conformément à la procédure officielle du Règlement du premier cycle et des règles de la Faculté
seulement.
Un étudiant qui s'absente à une évaluation se verra attribuer la note 0 à cette évaluation sans aucune
possibilité de reprise, sauf sur présentation d'une justification médicale documentée.
Échelle des cotes (cycle 1)
Échelle des cotes
A+ [ 82.00 - 100 ] A [ 75.00 - 81.99 ] A- [ 72.00 - 74.99 ] Réussite
B+ [ 68.00 - 71.99 ] B [ 65.00 - 67.99 ] B- [ 62.00 - 64.99 ] Réussite
4/7

C+ [ 58.00 - 61.99 ] C [ 55.00 - 57.99 ] C- [ 53.00 - 54.99 ] Réussite
D+ [ 50.00 - 52.99 ] D [ 48.00 - 49.99 ] Réussite
E [ 0.00 - 47.99 ] Échec
X Abandon sans échec
(dans les délais prévus)
Bibliographie
Obligatoire :
Principes d'électronique, Albert Paul Malvino, 6e édition, DUNOD, 1008 pages, ISBN 210005810X,
Paris 2002.
Composants électroniques de base, Maxime Dubois, Université Laval, 2006.
Modalités d'évaluation
Examen Date Heure Pondération de
la note finale Document(s) autorisé(s)
No. 1 Mardi 20 octobre
2009 12h30 à 13h25 16.00% Aucun
No. 2 Mardi 24 novembre
2009 12h30 à 13h25 16.00% Aucun
No. 3 Vendredi 18
décembre 2009 08h30 à 10h20 26.00% Aucun
Travail Équipes Date Heure Pondération de la note finale
Lab 1 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Lab 2 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Lab 3 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Lab 4 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Lab 5 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Lab 6 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Lab 7 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Lab 8 2 Lundi 17 août 2009 00h00 4.00%
Mini-Projet 2 Lundi 17 août 2009 00h00 10.00%
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