plan de cours - PIXEL
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PLAN DE COURS Automne 2009 GEL-2002 83738 - Électronique des composants discrets Informations générales Crédits : Temps consacré : Mode d'enseignement : Site Web : Intranet Pixel : Enseignant(s) : Responsable : 3 3-3-3 Présentiel http://gel2002.gel.ulaval.ca https://pixel.fsg.ulaval.ca Dubois, Maxime [email protected] 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 : 1/7 • 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) 2/7 ♦ 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. 3/7 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 ] D+ [ 50.00 - 52.99 ] D [ 48.00 - 49.99 ] C- [ 53.00 - 54.99 ] Réussite Réussite E [ 0.00 - 47.99 ] Échec Abandon sans échec (dans les délais prévus) X 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% 5/7 Horaire et disponibilités Cours en classe : Mardi 12h30 à 15h20 PLT-2783 Vendredi 08h30 à 10h20 PLT-2573 Laboratoire : Jeudi 13h30 à 16h20 PLT-3101 Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette, baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre activité durant laquelle l'enseignant l'interdit. De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation. Pour l'année 2009-2010, les modèles suivants sont autorisés : Hewlett Packard HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, Texas Instrument BA35 Sharp EL-531*, EL-546*, EL-520* Casio ASIO FX-300 MS, FX-300W Plus * Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP étudiante ZONE. Information spécifique aux étudiants de l'École d'actuariat Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas Instruments suivants : • BA-35 (solaire ou à pile) • BA II Plus • BA II Plus Professional • TI-30Xa • TI-30X II (IIS ou IIB) • TI-30X MultiView (XS ou XB) 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://www.ulaval.ca/sg/reg/Reglements/Reglement_disciplinaire.pdf 6/7 Plagiat Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de: i) 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; ii) résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source; iii) traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance; iv) remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant); v) remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires. 7/7
