Electronique 1 2008 Mesures Physiques IUT Grenoble 1 : Grenoble, L'Isle Abeau

Aktham

Description

Examen du Supérieur IUT Grenoble 1 : Grenoble, L'Isle Abeau. Sujet de Electronique 1 2008. Retrouvez le corrigé Electronique 1 2008 sur Bankexam.fr.

Sujets

• 2008

Informations

• Publié par: bankexam
• Publié le: 20 juillet 2009
• Nombre de lectures: 61
• Langue: Français

Extrait

DER BLE I U T1G ENO

D EPARTEMENT M ESURES P HYSIQUES

DS d’Electronique IJeudi 22 Mai 2007 Semestre S2 Durée2heures Seules les calculatrices et une feuille de résumé A4 recto verso manuscrite (à rendre obligatoirement avec la copie) sont autorisées. Le sujet comporte deux problèmes indépendants (le barème est indicatif) Il est fortement conseillé de lire toutes les questions de chaque problème car certaines peuvent être traitées indépendamment des autres. Problème 1 : (7 points) : On suppose tout au long de ce problème que les ampliop utilisés ont des impédances d’entrée infinies. On considère le montage cidessous utilisé, dans certains cas, dans la chaîne électronique d’acquisition des signaux d’électrocardiogramme (ECG). On suppose que la tension d’entrée e(t) est sinusoïdale de pulsationω. On note s(t) la tension de sortie du montage.

e

R 1

C

R 2

u

- v

u +

R

s

1. Ecrirel’équation de l’ampliop si on noteGgain en boucle ouverte de l’ampliop. le Que devient cette équation si l’on considère queGest infini ? On suppose par la suite queGest infini 2. Ecrireles équations aux nœuds u et v. 3. Déduire des questions précédentes l’expression de la fonction de transfert S H(jω)= du montage. E 4. Montrerque cette expression peut se mettre sous la forme :

S A 0 H(jω)= = où l’on donnera les expression des constantesA 0 etθet fonction E1+θ.jω des éléments du montage. 5.Pour A 0  =20, tracer dans le plan de Bode la courbe réduite aux asymptotes du gain H . On précisera soigneusement les études aux limites, on donnera les dB équations des différents asymptotes ainsi que leurs pentes (tout tracé sans ces précisons entraînera une note nulle). 1 6. Donner,en fonction deA 0  les expressions dugain H  auxpulsations ω = , 1 2θ 1 2 ω= , ω= . Calculer les valeurs numériques pour A 0 = 20 2 3 θ θ 7. Calculer,pour A 0  =20, les valeurs de H dB donc) aux pulsations (en dB précédentes. 8. Tracerl’allure de la courbe réelle de H sur le même graphe de la question 5. dB * 9. Déterminerl’expression de l’impédance d’entrée Z du montage. e 10. On modifie le montage précédent comme suit :

e

C

R 1

R 2

u

- v

u +

R

s

S Que devient l’expression de la fonction de transfert H(jω)= ? E  Tournezla page SVP

Problème 2 : Amplificateur à transistor bipolaire : montage base commune (13 points). Soit le montage (montage à base commun) :

R 1

R 2

C

e(t)

R C

R

Vcc

s(t)

avec V CC = +10V, R 1 = 10 kΩ, R 2 = 2,2 kΩ, R C = 3,6 kΩ, R = 1 kΩ,β= 300 et V BE = 0.7 V La tension d'entrée e(t) est sinusoïdale.

1. Polarisationdu montage : 1.1 Représenterle schéma équivalent du circuit en régime continu (régime de  polarisation) 1.2 Onconsidère que le courant du collecteur et le courant de l’émetteur sont égaux. Justifier. 1.3 Ecrirel’équation de la droite de charge et déterminerl’expression et la valeur du courant de saturation I Csat . 1.4 Ecrireune relation reliant V CC , R 1 , R 2 , I 1  (lecourant dans R 1 ) et I 2 courant dans (le R 2 ). 1.5 Poursimplifier, on considère que le courant I 1  estégal au courant I 2 . Déterminer l’expression de I 2 en fonction de V CC , R 1 et R 2 . Calculer la valeur numérique de I 2 1.6 Enécrivant la loi des mailles et en utilisant le résultat de la question précédente, déterminer l’expression du courant collecteur I C en fonction de R 2 , R 1 , R, V CC et V BE . 1.7 Calculerla valeur numérique de I C et conclure sur le régime de fonctionnement du transistor. 1.8 Déduiredes questions précédentes l’expression de la tension V CE en fonction de R, R C , R 1 , R 2 , V cc et V BE . Calculer la valeur numérique de V CE . 1.9 Concluresur la position du point de fonctionnement et justifier soigneusement le choix de cette position. 2. Etudeen régime alternatif (amplification)

On note r E la résistance en alternatif de la jonction base émetteur. On considère que tous les condensateurs ont des impédances nulles à la fréquence de e(t). On montre dans ce cas que le schéma équivalent du montage en alternatif peut se mettre sous la forme représentée ci dessous (on utilise le modèle enπdu transistor):

i(t)

R*

e(t) R**

R***

s(t)

2.1 Identifierles résistances équivalentes R*, R**, R*** et la source du courant sur le schéma cidessus en fonction des éléments du montage et des paramètres du transistor (βet r E ). 2.2 Ecrireune relation simple reliant e(t), le courant de base i b et R*. 2.3 Exprimers en fonction de i C et de R***. s 2.4 Déduirel’expression du gain en tension A= du montage en fonction de R*, R*** e etβ. Donner cette même expression en fonction de R C et r E . 2.5 Déterminerl’impédance de sortie Z du montage. On expliquera soigneusement la s méthode employée (toute réponse sans justification entraînera une note nulle). * 2.6 Déterminerl’expression de l’impédance d’entrée Z du montage en fonction de R*, e R** etβ. Donner cette même expression en fonction de R et r E . Que devient l’expression si l’on considère que R >> r E ? Donner dans ce cas la valeur numérique de cette impédance d’entrée. 2.7 Donner(toujours R >> r E ) le schéma équivalent de Thévenin de l’amplificateur. On précisera les différents éléments (valeurs numériques) constituant ce schéma. 2.8 Onconsidère maintenant que le condensateur C n’est pas considéré comme court circuit à la fréquence de e(t). Les deux autres condensateurs sont toujours considérés comme des courtscircuits: a) Donnerle nouveau schéma équivalent du montage en régime alternatif b) Déterminerl’expression de la fonction de transfert (gain complexe) S définie par H ( j ω) = en fonction deβ, R*, R** R*** et jω E FIN Bonnechance