TD Elec Analogique - MASSON 2017

ECOLE POLYTECHNIQUE
UNIVERSITAIRE DE
NICE SOPHIA-ANTIPOLIS
Parcours des écoles d’Ingénieurs Polytech

Première année
TD d’électronique analogique
Diodes
Transistors bipolaires
Pascal MASSON
Année scolaire 2017/2018

2
SOMMAIRE
Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2011-2012 ..................5
Extraits de l’épreuves d’électronique analogique N°3 - 2011-2012 ................15
Extraits de l’épreuves d’électronique analogique N°3 - 2013-2014 ................43
3
4
Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2011-2012
RAPPELS :
Impédance d’une capacité C 1/(jC) []
Forme générale de la tension aux bornes de la capacité d’un circuit R.C :
 t 
VC t   A. exp  B
 R.C 
A et B dépendent des conditions initiale et finale de V C.
Modèle électrique équivalent de la diode lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID
Modèle électrique équivalent de la diode lorsqu’elle est bloquée : ID = 0
EXERCICE IV : diode et droite de charge (6 pts)
ID
R
On se propose d’étudier le montage de
la figure (IV.1). La valeur de la EG
résistance est : R = 60 . Comme VD
l’indique la figure (IV.2.a), la diode est
bloquée dans la zone 0 et passante
dans les zones 1 et 2.
Figure IV.1.
IV.1. Etude de la diode
IV.1.1. Pour la zone 1, quelles sont les valeurs de 0.5
VS1 = RS1 =
IV.1.2. Pour la zone 2, quelles sont les valeurs de 0.5
VS2 = RS2 =
IV.2. Droite de charge
On applique au circuit EG = 1 V.
IV.2.1. Donner l’expression de la droite de charge du montage ? 0.75
IV.2.2. Est-ce que la droite de charge dépend des paramètres de la diode ? 0.25
 OUI  NON  Ca dépend du montage
5
0.5 IV.2.3. Donner les coordonnées de deux points particuliers de la droite de charge.
0.5 IV.2.4. Tracer la droite de charge sur la figure (IV.2.a).
0.5 IV.2.5. Déterminer graphiquement les valeurs du courant qui circule dans la diode et de
la tension à ses bornes ?
ID = VD =
IV.3. Variations temporelles de ID et VD
On applique un signal sinusoïdale de période TP, donné par :
 t 
EG  1  0,3. sin  2  pour t  [0 ; TP] (IV.1)
 TP
0.5 IV.3.1. Pour les valeurs min et max de EG, tracer les deux droites de charge sur la figure
(IV.2.a).
0.5 IV.3.2. A partir de ces deux droites de charge, déterminer graphiquement le domaine de
variation (valeurs min et max) de ID et VD pour une période de EG.
ID  [ ; ]
VD  [ ; ]
1 IV.3.3. Déterminer à nouveau le domaine de variation de ID et VD pour une période de EG

mais sans utiliser les droites de charges.
0.5
IV.3.4. Sur la figure (IV.4.b), tracer l’évolution temporelle de I D sur au moins une
période. Il faudra indiquer les parties de la courbe qui correspondent à un sinus pur.
TP
Zone 0 Zone 1 Zone 2
10 10
8 8
6 6
ID (mA)
ID (mA)
4 4
2 2
a 0,4 0,6 0,8 1 1,2 b

VD (V)
Figure IV.2.
6
EXERCICE VI : Générateur d’impulsion (4.5 pts)
VC
On se propose d’étudier le montage de

la figure (VI.1). Les valeurs des D
composants sont : R1 = 1 k, I1 I2
R2 = 100 k, C = 10 nF. C
Les caractéristiques de la diode sont : V1 V2 V3
VS = 1 V et RS = 0 . R1 R2
Figure VI.1.
VI.1. Evolution temporelle de la tension V2
Attention : dans cette partie de l’exercice, on enlève la diode et la résistance R 2.
VI.1.1. La capacité C est initialement déchargée et la tension V 1 est de 0 V. Quelle est la 0.25
valeur de la tension VC ?
VC =
VI.1.2. A partir de l’instant t = 0, V1 devient égale à 4 V. Quelle sera la valeur de la 0.25

tension VC pour t infini ?
VC =
VI.1.3. Déterminer l’expression de la tension VC (t). 0.5
VC t  
VI.1.4. Déduire de la question précédente, l’expression de la tension V 2. 0.5
V2 t  
VI.1.5. La constante de temps du circuit est RC = 10 µs et au bout de 1 ms, la tension V 1 0.5

redevient nulle. En se plaçant à 1 ms comme origine des temps, déterminer l’expression
de la tension VC (t). (0.5 pt)
VC t  
VI.1.6. Déduire de la question précédente, l’expression de la tension V2. 0.5
V2 t  
VI.1.7. Le signal V1(t) est donné à la figure (VI.2.a) Représenter l’évolution temporelle de 0.5
la tension V2 sur la figure (VI.2.b)
7
VI.2. Evolution temporelle de la tension V 3
Attention : dans cette partie de l’exercice, on considère la diode et la résistance R2.
0.25 VI.2.1. Quelle est la condition sur V2 pour que la diode soit passante ?
0.5 VI.2.2. Lorsque la diode est passante, que pouvez vous dire de l’amplitude du courant I 2
par rapport à celle de I1 ?
0.25 VI.2.3. Est-ce que le fait d’avoir branché la diode et R2 :
 change considérablement V2  ne change quasiment pas V2
 court circuite la résistance R1  bloque la capacité C
0.5 VI.2.4. Représenter la tension V3(t) sur la figure (VI.2.c)
4
V1 (V)
2
a
0
1 2 3 4 5
t (ms)
2
V2 (V)
2
4 b
1 2 3 4 5
t (ms)
2
V3 (V)
2
4 c
1 2 3 4 5
t (ms)
8
RAPPELS :
anode
Modèle électrique équivalent de la diode ID
lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID
P
VD
N
Modèle électrique équivalent de la diode
lorsqu’elle est bloquée : ID = 0
cathode
collecteur collecteur
IC IC
IB N IB P
base VCE P base VCE N
N+ P+
VBE IE VBE IE
émetteur émetteur
Transistor NPN Transistor PNP
EXERCICE II : détecteur d’humidité (8 pts)
On se propose d’étudier le montage de la VDD

figure (II.1) qui permet l’allumage d’une diode
rouge à partir d’un certain pourcentage
Thevenin IC1
d’humidité dans l’air détecté par un capteur. R1
IB1
Les éléments du montage sont : VDD = 3 V, T1 VCE1
R1 = 1 k, R2 = 100 , R3 = 270 . Diode D1 :
R2
VSD1 = 1,2 V, RSD1 = 12 . Transistor T1 :
 = 100, VCEsat = 0,2 V et sa base VST1 = 0,6 V, VBE1
d’humidité
RST1 = 1 k
Capteur
RH R3
La valeur de la résistance RH dépend du VE1
pourcentage (noté X) d’humidité dans l’air LED D1
suivant la relation R H  30.X ; où RH est en  rouge
et X en %
Dans tous les calculs, on supposera que :

 + 1  . VDD est référencé par rapport à la Figure II.1.
masse.
9
II.1. Mise en équation du circuit
1 II.1.1. Déterminer les expressions des éléments du générateur de Thévenin équivalent

(indiqué sur la figure) en fonction de VDD, R1, R2 et R H.
Eth = Rth =
II.1.2. En tenant compte du fonctionnement du transistor, donner l’expression du

0,5
courant qui traverse la résistance R3 en fonction de IB1.
IR3 =
0,5 II.1.3. Déterminer l’expression de la tension VE1 en fonction de IB1.
VE1 =
0,5 II.1.4. En déduire l’expression de VCE1.
VCE1 =
1,5 II.1.5. Déterminer l’expression du courant IB1 en fonction de Eth, Rth, , VST1, RST1, VSD1,
RSD1 et R3.
IB1 =
II.2. Pourcentage d’humidité détecté
Dans cette partie, on recherche le pourcentage d’humidité qui débloque le transistor
0,5 II.2.1. Parmi les 4 propositions suivantes, laquelle est correcte ?
A) Si D1 est bloqué alors T1 est saturé

B) Si T1 est passant alors D1 est saturé
C) D1 devient passant que si T1 devient passant
D) T1 devient saturé que si D1 devient passant
1 II.2.2. Dans ce cas, quelle est la valeur particulière de E th ?
Eth =
0,5 II.2.3. Quelle est la valeur particulière de RH ?
RH =
0,5 II.2.4. Déterminer alors le pourcentage d’humidité qui permet de débloquer le transistor
(et la diode)
X=
II.3. Pour un pourcentage d’humidité X = 80 %
1,25 II.3.1. Déterminer les valeurs de :
Eth = Rth = IB1 =

VE1 = VCE1 =
0,25 II.3.2. Dans quel régime est polarisé le transistor ?
Régime : Bloqué Linéaire Saturé
10
EXERCICE III : Robot Microbug MK127 de VELLEMAN (8 pts)
VDD
VBE2
Thevenin
R1 T2 VCE2
IB2
R3
IC2
RL IC1
IB1 R4
T1
moteur
VCE1
M
R2 D1 LED
VBE1 rouge
Figure III.1. La tension d’alimentation est VDD = 3 V et les valeurs des résistances du montage
sont : R1 = R3 = 100 , R2 = 1,1 k, R4 = 220  et la valeur de RL est de 4 k en présence de
lumière et 20 M dans l’obscurité. M est un moteur dont l’influence sur les courants ne sera pas
prise en considération dans cette étude.
Tension de seuil Résistance Gain Saturation
Diode D1 VSD1 = 1,2 V RSD1 = 12 
NPN T1 VST1 = 0,6 V RST1 = 1 k  T1 = 500 VCEsatT1 = 0,2 V
PNP T2 linéaire VST2 =  0,6 V RST2 = 1 k  T2 = 500
PNP T2 saturé VST2sat =  0,65 V RST2sat = 100  VCEsatT2 =  0,2 V
Tableau III.1. VST2sat sera considéré comme une constante bien que cela soit inexact.
On se propose d’étudier la partie électronique du Kit MK127 de VELLEMAN. Une fois monté,
ce Kit est un robot qui rampe vers la lumière à l’aide de deux moteurs. Le circuit
d’alimentation de chaque moteur est donné à la figure (III.1) et certains éléments du montage
sont donnés au tableau (III.1).
ATTENTION : Il faut garder 2 chiffres significatifs après la virgule (3,62 par exemple
et non 3,6)
III.1. Générateur de Thévenin équivalent indiqué à la figure (II.1)
III.1.1. Déterminer les expressions des éléments du générateur en fonction de V DD, R1, R2 1
et RL.
Eth = Rth =
III.1.2. Déterminer les valeurs des éléments du générateur. 0,5
Lumière : Eth = Rth =
Obscurité : Eth = Rth =
11
III.2. Base du transistor T1.
0,5 III.2.1. Déterminer l’expression du courant IB1
IB1 =
0,5 III.2.2. Déterminer la valeur de IB1
Lumière : IB1 = Obscurité : IB1 =
0,5 III.2.3. Déterminer la valeur de la tension VBE1
Lumière : VBE1 = Obscurité : VBE1 =
III.3. Transistor T2.
On suppose ici que le moteur n’est pas branché et on cherche à savoir quel est le régime de
fonctionnement de T2. On supposera aussi que le transistor T 1 est en régime linéaire.
0,5 III.3.1. Quel est le lien entre le courant de collecteur de T 1 et le courant de base de T2.
IC1 =  IB2 IC1 > IB2 IC1 = IB2 IC1 < IB2
0,5 III.3.2. Donner la valeur de IB2.
Lumière : IB2 = Obscurité : IB2 =
1 III.3.3. Donner l’expression et la valeur de la tension V CE2 en présence de lumière. (1 pt)
Expression : VCE2 =
Valeur : VCE2 =
0,5 III.3.4. Dire alors si le transistor T2 est saturé et pourquoi. Donner aussi la véritable
valeur de VCE2.
Valeur : VCE2 =
0,5 III.3.5. Donner alors la véritable valeur de IC2.
Valeur : IC2 =
0,5 III.3.6. Donner l’expression et la valeur de la tension V BE2 en présence de lumière.
Expression : VBE2 =
Valeur : VBE2 =
0,5 III.3.7. Donner l’expression et la valeur de la tension VBE2 en présence de lumière en

supposant que le transistor T2 n’est pas saturé.
Expression : VBE2 =
Valeur : VBE2 =
III.4. Régime de fonctionnement du transistor T 1.
0,5 III.4.1. En présence de lumière, déterminer l’expression de V CE1 en fonction de IB1, , R3

et VBE2.
Expression : VCE1 =
12
0,5 III.4.2. Donner la valeur de VCE1 et dire alors dans quel régime est polarisé le transistor
T1.
Valeur : VCE1 =
0,5 III.4.3. Si on suppose que T2 n’est pas saturé, que devient la valeur de VCE1 ?
Valeur : VCE1 =
13
14
Extraits de l’épreuves d’électronique analogique N°3 - 2011-2012
RAPPELS :
anode
Modèle électrique équivalent de la diode ID
lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID
P
VD
N
cathode
 t 
VC t   A. exp  B
 R.C 
A et B dépendent des conditions initiale et finale de V C.
Préfixes milli m 103

micro µ 106
EXERCICE I : Amplificateur de classe A (7,5 pts)
VDD
R1 RC
C1
VBE V3
EG V1 R2 RE C2 V2
Figure I.1. Les éléments du montage sont : VDD = 9 V, R1 = 10 k, R2 = 2 k, RC = 600 ,
RE = 100 . Transistor :  = 100, VCEsat = 0,2 V et sa base VS = 0,6 V, RS = 1 k
On se propose d’étudier le montage de la figure (I.1) qui permet d’amplifier les variations de la
tension EG, la sortie étant la tension V3. Dans tous les calculs, on supposera que :  + 1  .
VDD est référencée par rapport à la masse. Les tensions et courants sont constitués d’une
partie statique (indice 0) et d’une partie dynamique (en lettres minuscules). Cela donne par
exemple pour la tension en entrée : EG(t) = EG0 + eg(t).
15
I.1. Etude statique du montage
I.1.1. Déterminer les expressions et valeurs des éléments du générateur de Thévenin 1

équivalent vu de la base du transistor en fonction de VDD, R1 et R2.
Eth = Rth =
I.1.2. Donner l’expression et la valeur du courant de base du transistor.

0.5
IB0 =
I.1.3. Donner l’expression et la valeur de la tension V BE0. 0.5
VBE0 =
0.5
I.1.4. Déterminer l’expression et la valeur du courant IC0.
IC0 =
I.1.5. Déterminer l’expression et la valeur de la tension V CE0. 0.5
VCE0 =
I.1.6. Dans quel régime est polarisé le transistor ?
I.1.7. Quel est le rôle de la capacité C1 ? 0.5
A) Faire osciller la base du transistor.
B) Empêcher la tension continue de EG de modifier la polarisation du

transistor.
C) Stabiliser thermiquement le transistor.
D) Empêcher la tension alternative de E G de modifier la polarisation du

transistor.
I.1.8. Quel est le rôle de la capacité C2 ? 0.5
A) Augmenter la valeur de la résistance RE.
B) Empêcher la tension V2 de varier et ainsi augmenter la valeur du gain

AV = v3/eg.
C) Stabiliser thermiquement le transistor.
D) Augmenter l’effet de la capacité C1

0.5
I.1.9. Quel est le rôle de la résistance RE ?
A) Augmenter la valeur de la capacité C2.
B) Stabiliser thermiquement le transistor.
C) Augmenter la valeur du gain AV = v3/eg.
D) Augmenter l’effet de la capacité C1.
16
I.2. Etude en dynamique du circuit
On considérera que les capacités C1 et C2 sont des court-circuits en dynamique (donc

pour les fréquences du signal eg(t)).
1.5 I.2.1. Représenter ci-dessous le schéma petit signal du circuit étudié. La résistance 1/h oe
du transistor sera négligée devant RC.
0.5 I.2.2. Donner l’expression et la valeur du gain en tension.
v
AV  3 =
eg
0.5 I.2.3. Donner l’expression de la résistance d’entrée, R E, que voit le générateur eg.
RE =
EXERCICE II : Robot Microbug MK165 de VELLEMAN (12,5 pts + bonus 1,2 pts)
PARTIE 1 PARTIE 2
VDD
R3 R6 T5
R1 R4
R2
R8
VC2
RL
C1 C2 R5 R9
T4
moteur
VA
M
T1 T2 T3 R7 D1 LED
rouge
Figure II.1. La tension d’alimentation est V DD = 3 V et les valeurs des résistances du montage
sont : R1 = R4 = 1 k, R2 = R3 = 20 k, R5 = 100 k, R6 = 100 , R7 = 1,1 k et la valeur de
RL est de 4 k en présence de lumière et 20 M dans l’obscurité. Les capacités sont identiques :
C1 = C2 = 22 µF. M est un moteur.
Tension de seuil Résistance Gain Saturation
T1 et T2 VS = 0,6 V RS = 0 VCEsat = 0
T3 VST3 = 0,6 V RST3 = 1 k  T3 = 100 VCEsatT3 = 0
T4 VST4 = 0,6 V
Tableau II.1.
On se propose d’étudier la partie électronique du Kit MK165 de VELLEMAN qui fait suite au
DS n°2 de cette année sur le KIT MK127. Une fois monté, ce Kit est un robot qui rampe par à-
coups vers la lumière à l’aide de deux moteurs. Le circuit d’alimentation de chaque moteur est
donné à la figure (II.1) avec la partie 2, la partie 1 étant commune aux deux moteurs. Certains
éléments du montage sont donnés au tableau (II.1).
17
A. Etude de la partie 1
II.1. Sans tenir compte de la partie 2, donner les valeurs min et max de la tension VA. 0.5
VAmin = VAmax =
II.2. On considère qu’à l’instant t = 0 le transistor T 2 devient passant. La tension sur la base
de T1 devient alors égale à VS  VDD et il se bloque.
II.2.1. Donner l’expression de l’évolution temporelle de la tension V C2 (= VBE1) en fonction 1.5

de VDD, VS, R3 et C2.
II.2.2. Quelle est la valeur de VC2 qui permet de rendre le transistor T1 passant ? 0.5
VC2 =
II.2.3. Donner alors l’expression du temps TP1 durant lequel le transistor T2 est passant. 0.5
TP1 =
II.2.4. Sur la figure (II.2.b), tracer approximativement l’évolution temporelle de VC2 dans 0.5
l’intervalle de temps [0 ;TP1].
II.3. A t = TP1 le transistor T1 devient passant et on utilise pour la suite un changement d’axe
temporel en considérant que cela se produit à t = 0.
II.3.1. Si T1 devient passant, quel est l’état (régime) du transistor T2 ? 0.5
II.3.2. A partir de la question (II.2.1) donner l’expression de VBE2(t) (= VC1). 1.5
II.3.3. Donner alors l’expression du temps TP2 durant lequel le transistor T1 est passant. 0.5
TP2 =
II.3.4. Sur la figure (II.2.a), tracer approximativement l’évolution temporelle de V C1 dans

l’intervalle de temps [TP1 ;TP1 + TP2].
II.4. On se place toujours au temps t = T P1 et on fait un changement d’axe temporel en

considèrent qu’à t = 0 le transistor T1 devient passant.
II.4.1. Déterminer l’expression de la tension VC2. 1
0.5
II.4.2. Sur la figure (II.2.b), tracer approximativement l’évolution temporelle de V C2 dans
l’intervalle de temps [TP1 ;TP1 + TP2].
II.4.3. Compléter alors le tracer de la courbe VC1(t) dans l’intervalle de temps [0 ;TP1]. 0.5
II.5. Donner la valeur de la période du signal VA. 0.5
TP  TP1  TP2 =
18
II.6. Sur la figure (II.2.c), tracer approximativement l’évolution temporelle de V A dans
0.5
l’intervalle de temps [0 ;TP1 + TP2].
VC1 (V) TP1 TP1 + TP2
VDD
a
VS
0
t
VS  VDD
VC2 (V)
VDD
b
VS
0
t
VS  VDD
VA (V)
VDD
c
0
0 t
Figure II.2.
B. Etude de la partie 2
Dans cette partie, on considère que les valeurs V Amax et VAmin sont celles données à la question
(II.1). IB4 est négligeable devant les autres courants.
II.7. On se place à VA = VAmax avec présence de lumière
0.5 II.7.1. Déterminer l’expression et la valeur de IB3.
IB3 =
II.7.2. Déterminer la valeur de IC3.
IC3 =
II.7.3. Déterminer l’expression du courant qui circule dans la résistance R 7.

1
IR7 = =
0.5 II.7.4. Déterminer l’expression et la valeur de la tension aux bornes de R 7.
VR7 =
19
II.7.5. Dire alors dans quel régime se trouve le transistor T 3 et quelle est la valeur de la 0.5
tension VR7.
Régime :
VR7 =
II.8. Compléter alors le tableau (II.2) en entourant le régime de fonctionnement des

transistors T3 et T4 ainsi que l’état du moteur. Bonus
1.2
T3 T4 Moteur
VAmax Lumière bloqué / saturé bloqué / passant tourne / arrêté
Obscurité bloqué / saturé bloqué / passant tourne / arrêté
VAmin Lumière bloqué / saturé bloqué / passant tourne / arrêté
Obscurité bloqué / saturé bloqué / passant tourne / arrêté
Tableau II.2.
20
RAPPELS :
anode
ID
lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID P
VD
N
Modèle électrique équivalent de la diode cathode

collecteur collecteur
IC IC
IB N IB P
base VCE P base VCE N
N+ P+
VBE IE VBE IE
émetteur émetteur
Transistor NPN Transistor PNP

micro µ 106
1. Soit le montage ci-dessous dont les Donner les valeurs de Vo pour les valeurs de V e 0.5
données sont : VDD = 5 V, indiquées ci-dessous
R = 1 k, diode : VS = 0,6 V, RS = 0 .
VDD Ve Vo
R 0V
5V
Ve Vo
21
1 2. Le montage ci-dessous correspond à Donner les valeurs de Vo pour les valeurs de V e
une porte logique. Les données sont : indiquées ci-dessous
VDD = 5 V, R = 1 k, diode : VS = 0,6 V,
RS = 0 .
Ve2 Ve1 Vo
VDD
0V 0V
R
0V 5V
Ve1
Ve2 Vo 5V 0V
5V 5V
1 3. Par la méthode de votre choix,

déterminer la valeur du courant qui ID
R1
circule dans la diode. Les données sont :
VA R2 IA
VA = 10 V, IA = 2 mA, R1 = 200 ,
R2 = 100 , diode : VS = 0,5 V, RS = 10 .
1 4. En utilisant un générateur équivalent

de Thévenin, déterminer l’expression et la
valeur du courant qui circule dans la R1 ID
diode. Les données sont : VA = 10 V,
VA R2 VB
VB = 2 V, R1 = 100 , R2 = 100 , diode :
VS = 0,5 V, RS = 10 .
Eth 
R th 
ID =
0.5 5. On suppose que la diode est idéale

(VS = 0, RS = 0). Quelle est la condition
R R
sur VA et VB pour que la diode soit
VA R R VB
passante ? Justifier votre réponse.
6. (6,5 pts) Soit le circuit électrique de la ID2

I ID1
figure (6.1) dont les caractéristiques des R
diodes sont données à la figure (6.2). Les VDD D1 D2 VD
autres données du circuit sont VDD = 0,8 V
et R = 40 .
Figure 6.1
22
10
D2
D1
8
6
ID (mA)
0,2 0,4 0,6 0,8 1

VD (V)
6.1. Déterminer les tensions de seuil et les résistances séries des deux diodes 1
VS1 = VS2 =
RS1 = RS2 =
6.2. En utilisant les lois des mailles et des nœuds, déterminer l’expression de I D1 en fonction 1,5
de VDD, R, VS1, VS2 RS1 et RS2.
6.3. En déduire très simplement l’expression de ID2 à partir de la tension VD. 0,5
6.4. Donner les valeurs de (avec seulement 2 chiffres après la virgule) : 0,75
ID1 = ID2 =
VD =
6.5. Est-ce que la droite de charge doit dépendre des paramètres des deux diodes ?
0,25
OUI NON Parfois
6.6. Donner l’expression de la droite de charge ID = f(VD) 0,5
6.7. Tracer la droite de charge sur la figure (6.2)

0.5
6.8. Si on débranche la diode D2, quelle doit être la valeur du courant dans le circuit (méthode 0.25
graphique) ?
I=
6.9. Les deux diodes sont branchées, est ce que l’intersection de la droite de charge avec les
0.25
caractéristiques des deux diodes correspond au point de polarisation des diodes ?
OUI NON Parfois
6.10. Expliquer alors comment on détermine graphiquement le point de polarisation de 1

chaque diode.
23
8. (2 pts) Soit le circuit ci-contre dont les VDD
éléments sont : EG = 1,5 V, VDD = 3 V,
RB = 10 k, RC = 200 , pour le
transistor : VS = 0,6 V, RS = 1 k,  = 100, RC
VCEsat = 0,2 V.
1 8.1. Déterminer l’expression et la valeur

du courant IB qui entre dans la base du RB VCE
EG
transistor. VBE
IB =
0,25 8.2. Le transistor est :
Passant Bloqué
0,25 8.3. Donner l’expression et la valeur du courant, IC, qui entre dans le collecteur.
IC =
0,5 8.4. Donner l’expression et la valeur de la tension V CE
VCE =
9. (1,5 pts) Soit le circuit ci-contre dont les VDD

RB = 10 k, pour le transistor : VS = 0,6 V,
RS = 1 k,  = 100, VCEsat = 0,2 V. Ne pas
négliger 1 devant . RB VCE
VBE
1 9.1. Sachant que le courant IB est égal à EG
28,8 µA, déterminer l’expression et la RE
valeur de la résistance RE.
VCE =
0,25 9.3. Le transistor est en régime (justifier) :
Bloqué Linéaire Saturé
24
10. (3 pts) Soit le circuit ci-contre dont VDD
les éléments sont : VDD = 3 V,
RB = 10 k, RC = 200 , RE = 200 , pour
le transistor : VS = 0,6 V, RS = 1 k, RC
 = 100, VCEsat = 0,2 V. Ne pas négliger 1
RB
devant .
0,5
10.1. Indiquer sur le schéma les noms des
courants (IB et IC) qui traversent les
VCE
résistances.
VBE
1,5
10.2. Déterminer l’expression du courant
de base, IB. RE
10.3. Déterminer la valeur du courant de base, IB. 0,25
IB =
10.4. Déterminer l’expression et la valeur de la tension V CE. 0,5
10.5. Le transistor est en régime : 0,25
25
26
RAPPELS :
anode
ID
lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID P
VD
N
Modèle électrique équivalent de la diode cathode

collecteur Impédance d’une capacité C : 1/(jC) []
IC
IB N
base VCE P
N+
VBE IE
émetteur
Transistor NPN

micro µ 106
Filtre passe bas : G  Filtre passe haut : G 

H H H H
 
1  jRC  1 
1 j 1 j 1 j 0
0 RC 
EXERCICE I : L’inverseur (10 pts)
VDD
RC
Soit le circuit ci-contre dont les éléments
sont : EG = 1,5 V, VDD = 3 V, RB = 10 k,
RC = 200 , pour le transistor : VS = 0,6 V,
RS = 1 k,  = 100, VCEsat = 0,2 V. VCE
RB
EG
VBE
I.1. Pré-étude du montage
I.1.1. Pour EG = 1,5 V, déterminer l’expression et la valeur du courant IB qui entre dans la 0,5
base du transistor.
IB =
27
0,25 I.1.2. Pour EG = 1,5 V, donner l’expression et la valeur du courant, IC, qui entre dans le
collecteur.
IC =
0,5
I.1.3. Pour EG = 1,5 V, donner l’expression et la valeur de la tension, VCE, qui entre dans le
collecteur.
VCE =
0,25 I.1.4. Pour EG = 1,5 V, dans quel régime se trouve le transistor ?
A Bloqué
B Linéaire
C Saturé
0,25
I.1.5. A partir de quelle tension EG le transistor se débloque ?
EG =
0,5
I.1.6. Déterminer la valeur de IC qui correspond à la limite de la saturation.
ICsat =
0,5 I.1.7. Déterminer la valeur de EG à partir de laquelle le transistor est saturé.
EG =
I.2. Caractéristique VCE(EG)
1,5
I.2.1. Sur la figure (I.2) tracer la caractéristique V CE(EG) en indiquant les 3 régimes du
transistor.
0,25 I.2.2. Placer le point (VCE, EG) trouvé à la question (I.1.3).
2,5
2
VCE (V)
1,5
Figure I.2.
0,5
0,5 1 1,5 2 2,5 3

EG (V)
28
I.2.3. En régime linéaire, déterminer l’expression de V CE en fonction de EG. 1
VCE =
I.2.4. Donner alors l’expression et la valeur du gain de l’inverseur en régime linéaire. 1

dVCE
AV  =
dEG
29
30
RAPPELS :

IC
IB N
base VCE P
N+ Impédance d’une bobine L : jL []
VBE IE
émetteur
Transistor NPN

micro µ 106

H H H H
 
1  jRC  1 
1 j 1 j 1 j 0
0 RC 
 t 
VC t   A. exp  B
 R.C 
EXERCICE I : Alimentation stabilisée (3.5 pts)
VCE
VDD
Soit le circuit ci-contre dont les

éléments sont : R1 = 180 , R2 = 220 , R1 R2
pour le transistor : VS = 0,6 V,
RS = 0 ,  = 150, VCEsat = 0,2 V. VE
RL
La diode Zener : VZ = 5,6 V, RZ = 0 .
Zener
La LED : VLED = 2 V, RLED = 10 

VB LED
La tension d’entrée, VDD, est fournie pour un transformateur suivi d’un pont de diode et d’une
capacité. VDD présente une ondulation et on considérera que sa valeur moyenne est
VDD = 12 V. Vous utiliserez cette valeur pour tous les calculs.
I.1. Donner la valeur de la tension V B sur la base du transistor en considérant que la diode 0,25
Zener est passante.
I.2. Donner la valeur du courant qui circule dans R 1, IR1.

0,25
I.3. Donner la valeur de la tension VE sur l’émetteur du transistor. 0,25
31
I.4. Déterminer l’expression et la valeur du courant qui circule dans la LED.
0,5
0,25 I.5. Déterminer la valeur de la tension VCE.
0,25 I.6. Est-ce que la tension VCE dépend (a priori) de la valeur de RL ?
OUI NON
0,5 I.7. Le transistor peut dissiper au maximum P = 25 W. En négligeant la puissance dissipée

due au courant de base, IB, déterminer le courant ICmax que peut délivrer le transistor
0,5 I.8. Quelle est la valeur de RL qui permet d’obtenir ICmax ?
0,25 I.9. Pour ICmax, donner la valeur de IBmax ?
0,5 I.10. Dans ce cas, dire pourquoi la diode Zener est toujours passante.
EXERCICE III : LMFAO – Shuffle bot (6 pts)
PARTIE 1 PARTIE 2
VDD
R R4
R1 C C R2
R
D1
T3 D2
R3 D3
T1 VA
T2 D4
Figure III.1. Les données du montage sont : VDD = 9 V, R1 = R2 = 500 . Pour les transistors
T1 et T2 : VCEsat = 0, RS = 0 , VS = 0,6 V. Pour T3 : VCEsat = 0, RS = 1 k, VS = 0,6 V,  = 300.
Pour les diodes VLED = 2 V, RLED = 0
On se propose de réaliser les yeux clignotants rouges du shuffle bot du groupe LMFAO.
Il existe plusieurs schémas électriques qui peuvent réaliser cette fonction et nous étudierons
celui de la figure (III.1). Il se compose d’un oscillateur Abraham Bloch (partie 1) sur lequel on
branche les diodes via un transistor (partie 2). Cette deuxième partie est en deux exemplaires
pour les yeux donc il y a deux parties 2 branchées sur VA.
III.1. Etude de l’oscillateur (PARTIE 1).
On considère que la partie 2 n’a pas d’influence sur l’oscillateur
0,5 III.1.1. Donner les valeurs min et max de la tension V A.
1 III.1.2. On considère qu’à l’instant t = 0, le transistor T 2 devient passant et que par

conséquent la tension sur la base de T1 devient égale à VS  VDD. Donner l’expression de
l’évolution temporelle de la tension VBE du transistor T1.
0.5 III.1.3. A partir du résultat de la question (III.1.2), donner l’expression de la période de

l’oscillateur, TP.
32
III.2. Etude de l’étage de sortie (PARTIE 2).
On souhaite faire circuler un courant de 20 mA dans les 4 diodes en série. Vous conserverez
3 chiffres après la virgule (exemple : 1,234)
III.2.1. Quelle doit être la valeur de R 4 pour que le transistor T4 soit à la limite de la 0.5
saturation
III.2.2. Déterminer la valeur du courant de base, IB3

0.5
III.2.3. Lorsque T2 est bloqué déterminer la valeur maximale de VA. 0.5
III.2.4. Est-ce que cette valeur de VAmax impacte le fonctionnement de l’oscillateur ? 0.5
1
III.2.5. Déterminer la valeur de la résistance R3
III.2.6. Est-il possible de faire clignoter les deux yeux de façon alternée, expliquer 1
comment ?
33
34
RAPPELS :
collecteur Modèle électrique équivalent de la diode

IC lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID
IB N
base VCE P Modèle électrique équivalent de la diode
N+ lorsqu’elle est bloquée : ID = 0
VBE IE
émetteur anode
Transistor NPN ID
P
VD
N
cathode

micro µ 106
1. (1 pt) Soit le montage ci-dessous Donner les valeurs de Vo pour les valeurs de Ve 1
dont les données sont : VDD = 5 V, indiquées ci-dessous
R = 1 k, diode : VS = 0,6 V, RS = 0 .
VDD Ve Vo
0V
R
5V
Ve Vo
2. (1 pt) On se propose d’étudier le circuit ci-contre. R ID

Les éléments du montage sont R = 50  et pour la diode
VS = 1 V, RS = 50 .
EG VD
2.1. Déterminer la valeur de la tension VD pour EG =  1 V. 0.5
2.2 Déterminer la valeur du courant ID pour EG = 2 V. 0.5
35
1.5 3. (1.5 pt) Par la méthode de votre choix,
donner l’expression de la droite de charge ID
2.R R
ID = f(VD) du montage ci-contre.
EG 2.R D VD
IV. (2 pts) Pompe de charge. On EG (V)

suppose que C1 = C2, VS = 0 et RS = 0 VDD
pour les deux diodes. Les capacités
sont initialement déchargées.
Donner l’évolution temporelle de VA et 0 t

de VR. VA (V)
1
2 VDD
VDD 1,75 VDD
D1 VDD
C1
D2 0 t
VR (V)
1 EG VA C2 2 VDD
VR 1,75 VDD
VDD
0 t
5. (2 pts) La mémoire PROM est constituée d’une matrice de diodes dont certaines sont
détruites lors de la programmation pour stocker des 0 et des 1. La mémoire de la figure ci-
après est constituée de 4 lignes (notées de A à D, aussi appelée adresse) de 4 bits (notés de
S1 à S4). Un interrupteur permet de sélectionner la ligne. On considère que V DD correspond
au 1 logique et que 0 V correspond au 0 logique. Pour les diodes VS = 0 et RS = 0.
Donner les valeurs (0 ou 1) des sorties S1 à S4 dans le tableau ci-après lorsque les lignes A
à D sont sélectionnées.
36
VDD
R R R R
A
B
S1 S2 S3 S4
Adresse S1 S2 S3 S4 2
6. (5 pts) Soit le circuit électrique de la ID ID1 ID2

figure (6.1) dont les caractéristiques des R
diodes sont données à la figure (6.2). Les EG D1 D2 VD
autres données du circuit sont EG = 0,8 V
et R = 40 .
Figure 6.1
10
D2
D1
8
6
ID (mA)
0,2 0,4 0,6 0,8 1

VD (V)
37
1 6.1. Déterminer les tensions de seuil et les résistances séries des deux diodes
VS1 = VS2 =
RS1 = RS2 =
0,5 6.2. Est-ce que la droite de charge doit dépendre des paramètres des deux diodes ?
OUI NON Parfois
1 6.3. Donner l’expression de la droite de charge ID = f(VD)
0.5 6.4. Tracer la droite de charge sur la figure (6.2)
6.5. Si on débranche la diode D2, quelle doit être la valeur du courant dans le circuit (méthode
0.5
graphique) ?
0.5 6.6. Les deux diodes sont branchées, est ce que l’intersection de la droite de charge avec les
caractéristiques des deux diodes correspond au point de polarisation des diodes ?
OUI NON Parfois
1 6.7. Détermine graphiquement le point de polarisation de chaque diode.
7. (3 pts) Soit le circuit ci-contre dont les VDD

RB = 10 k, RC = 200 , pour le
transistor : VS = 0,6 V, RS = 1 k,  = 100, RC
VCEsat = 0,2 V.
1 7.1. Déterminer l’expression et la valeur

du courant IB qui entre dans la base du RB VCE
EG
transistor. VBE
0,5 7.2. Le transistor est :
Passant Bloqué
0,5 7.3. Donner l’expression et la valeur du courant, IC, qui entre dans le collecteur.
0,5 7.5. Le transistor est en régime :
Linéaire Saturé
38
8. (4,5 pts) Soit le circuit ci-contre dont les éléments VDD
sont : VDD = 3 V, RB = 10 k, RC = 200 , RE = 20 ,
Diode D1 : VSD1 = 1,2 V, RSD1 = 12 . Transistor T1 :
D1
 = 100, VCEsat = 0,2 V et sa base VST1 = 0,6 V,
RST1 = 1 k
8.1. Parmi les 4 propositions suivantes, laquelle est RC

correcte ? 0.5
A) Si D1 est bloquée alors T1 est saturé

T1
B) Si T1 est passant alors D1 est saturée
RB
C) D1 devient passante que si T1 devient passant EG
RE
D) T1 devient saturé que si D1 devient passante
8.2. A partir de quelle valeur de EG le transistor devient passant ? 0.5
8.3. Déterminer l’expression IB

0.5
8.4. Quelle valeur doit-on donner à EG pour que le courant qui circule dans la diode D 1 soit
1
égal à 10 mA
8.5. Donner l’expression de la tension VCE. 1
8.6. Détermination de la valeur de la tension VCE. 0,5
8.7. Donner le régime de fonctionnement du transistor 0,5
Linéaire Saturé
BONUS. (1.5 pts) Soit le circuit ci-contre dont RS et VS VDD

du transistor sont non nuls. Déterminer l’expression du
courant de base, IB.
RC
RB
IB =
VCE
VBE
RE
39
40
RAPPELS :

IB N
base VCE P
N+
VBE IE Modèle électrique équivalent de la diode
émetteur lorsqu’elle est bloquée : ID = 0
Transistor NPN
anode
ID
P
VD
N
cathode

micro µ 106
Impédance d’une capacité C : 1/(jC) []

H H H H
 
1  jRC  1 
1 j 1 j 1 j 0
0 RC 
EXERCICE II : L’amplificateur non inverseur (9.5 pts)
VDD
Soit le circuit ci-contre dont les éléments

sont : VDD = 3 V, RB = 10 k, RE = 2 k,
RB
pour le transistor : VS = 0,6 V, RS = 1 k,
VBE
 = 100, VCEsat = 0,2 V. EG
RE VE
Figure II.1
II.1. Etude du montage pour EG = 2 V
II.1.1. Déterminer l’expression et la valeur du courant IB qui entre dans la base du

transistor. 0,5
II.1.2. Donner l’expression et la valeur du courant, IC, qui entre dans le collecteur. 0,25
41
0,5
II.1.3. Donner l’expression et la valeur de la tension, V E.
0,25 II.1.4. Dans quel régime se trouve le transistor ?
A Bloqué
B Linéaire
C Saturé
II.2. Déblocage du transistor

0,25
II.2.1. A partir de quelle tension EG le transistor se débloque ?
0,25 II.2.2. Quelle est la valeur de VE lorsque le transistor est bloqué ?
II.3. Saturation du transistor
0,5 II.3.1. Déterminer l’expression et la valeur de IB qui correspond à la limite de la saturation.
0,25 II.3.2. Déterminer l’expression et la valeur de E G à partir de laquelle le transistor est

saturé.
0,25 II.3.3. Quelle est la valeur de VE quand le transistor est saturé
II.4. Caractéristique VE(EG)
1,5 II.4.1. Sur la figure (II.2) tracer la caractéristique V E(EG) en indiquant les 3 régimes du
transistor.
0,25 II.4.2. Placer le point (VE, EG) trouvé à la question (II.1).
2,5
2
VE (V)
1,5 Figure II.2.
0,5
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

EG (V)
42
Extraits de l’épreuves d’électronique analogique N°3 - 2013-2014
RAPPELS :
Impédance d’une capacité C : 1/(jC) [] Impédance d’une bobine L : jL []

H H H H
 
1  jRC  1 
1 j 1 j 1 j 0
0 RC 
EXERCICE II : Amplificateur en émetteur commun (12 pts)
VDD
R1 RC
C1
RG
VBE CE VC
EG
VG VB R2 RE VE
Figure II.1
Soit le circuit de la figure II.1. Le transistor a un gain en courant , une tension de saturation
VCEsat ainsi qu’une résistance RS et une tension VS pour sa diode base-émetteur. hoe sera
négligée.
II.1. Etude en statique du montage

0.25
II.1.1. Dans quel régime se trouve le transistor pour pouvoir amplifier le signal E G(t) ?
A Bloqué
B Linéaire
C Saturé
II.1.2. Comment doit-on considérer les capacités en régime statique ?

0.25
A Comme des courts-circuits
B Comme des circuits ouverts
C Comme des fils
D Comme des résistances
43
0.5 II.1.3. Donner l’expression du courant IB0 en fonction de VDD, R1, R2, RS, VS, RE et . Vous
pourrez vous aider d’un générateur de Thévenin équivalent si vous voulez.
0.25 II.1.4. Donner l’expression du courant IC0.
0.5 II.1.4. Donner l’expression de la tension VCE0 en fonction de VDD, RC, RE, IB et .
0.25 II.1.5. Comment doit être VCE par rapport à VCEsat ?
A VCE < VCEsat
B VCE > VCEsat
C VCE = VCEsat
D VCE > VDD
44
RAPPELS :

IC
IB N
base VCE P
N+
VBE IE
émetteur
Transistor NPN
EXERCICE II : Portes logiques (9pts)
Dans cet exercice, le « 1 » logique correspond à VDD et le « 0 » logique à 0 V (i.e. la masse). Une
tension proche de VDD sera considérée comme un « 1 » et une tension proche de 0 V comme un
« 0 ». Les diodes ont une résistance RS = 0 et une tension de seuil VS. Pour les transistors, il y a
aussi la tension de saturation VCEsat = 0. Les tensions de seuil des transistors et des diodes
sont identiques. Pour des circuits logiques, les transistors fonctionnent en régimes
bloqué et saturé.
II.1. Soit la porte logique ci-dessous en technologie DL (Diode 0.5

Logic). Compléter la table de vérité ci-contre.
VDD
A B S
R1 0 0
D1
0 1
A
1 0
S
D2
1 1
B
45
0.5 II.2. Soit la porte logique ci-dessous en technologie DL (Diode
Logic). Compléter la table de vérité ci-contre.
VDD
A B S
D1
0 0
A
0 1
D2
1 0
B S
1 1
R1
1 II.3. Soit la porte logique ci-dessous en technologie RTL

(Resistor Transistor Logic). Compléter la table de vérité ci-
contre.
VDD
A B S
0 0
S
A B 0 1
1 0
R1 R2
1 1
T1 T2
1 II.4. Soit la porte logique ci-dessous en technologie RTL

contre. A B S
VDD
0 0
0 1
R2
R3 1 0
A S
1 1
B
R4
R1
VDD
46
II.5. Soit la porte logique ci-dessous en technologie RTL 1
contre.
VDD
A B S
0 0
0 1
S
R1 1 0
A T1 1 1
R2
B T2
II.6. Soit la porte logique ci-dessous en technologie DTL 1

(Diode Transistor Logic). Compléter la table de vérité ci-
contre.
VDD
A B S
0 0
R1 R2
D1 0 1
A D3 S
1 0
1 1
D2
B
47
2 II.7. Soit la porte logique ci-dessous en technologie TTL
(Transistor Transistor Logic). Les diodes D1, D2 et D3
correspondent en fait à un transistor avec 2 émetteurs.
Compléter la table de vérité ci-contre.
VDD A B S
0 0
R3
R1 R2 0 1
1 0
D1 D3 T2
T1 1 1
A
D4
D2
S
B
T3
R4
2 II.8. Soit la porte logique ci-dessous en technologie TTL

(Transistor Transistor Logic). Comme pour l’exercice (II.7), le
transistor T1 fonctionnent comme 2 diodes, idem pour le
transistor T4. Compléter la table de vérité ci-contre.
A B S
VDD
0 0
R1 R3 R2 0 1
1 0
S 1 1
A T2 T3 B
T1 T4
48
RAPPELS :

IB N
base VCE P
N+
VBE IE Modèle électrique équivalent de la diode
émetteur lorsqu’elle est bloquée : ID = 0
Transistor NPN
anode
ID
P
VD
N
cathode

micro µ 106
EXERCICE I : Portes logiques à diodes (5.5 pts)

Dans cet exercice les données sont V DD = 5 V, R = 10 k et les diodes sont identiques et ont
pour caractéristiques RS = 0 et VS = 0.5 V. Le « 1 » logique correspond à une tension supérieure
à 1 V et le « 0 » logique à une tension inférieure à 1 V.
I.1. Soit la porte logique ci-dessous, donner les valeurs de Vo (en volt) pour les valeurs de
0.5
Ve (en volt) indiquées ci-dessous.
VDD
Ve Vo
R
0
5
Ve Vo
49
1 I.2. Soit la porte logique ci-dessous, donner les valeurs logiques de la sortie S en fonction
des entrées A et B.
VDD
B A S
D1
0 0
A
0 1
D2
B 1 0
S
1 1
R
I.3. Soit le montage ci-contre.

I.3.1. Est-ce que la diode D1 est passante ? VDD
0.25
A) OUI B) NON C) Ca dépend !
0.5 I.3.2. Quelle est la valeur de la tension VD1 ? R
VD1 =
0.25 I.3.3. Est-ce que la diode D2 est passante ? D1 D2
A) OUI B) NON C) A la limite
0.5 I.3.2. Quelle est la valeur de la tension VO ? VD1
VO = R Vo
I.4. Soit le montage ci-contre.

I.4.1. Est-ce que la diode D1 est passante ? VDD
0.25 A) OUI B) NON C) Ca dépend !

I.4.2. Est-ce que la diode D2 est passante ? VD1 R
0.25 D1
0.5 I.4.3. Quelle est la valeur de la tension VO ? D2

VO =
0.5 I.4.4. Quelle est la valeur de la tension VD1 ?

VD1 = R Vo
50
I.5. Soit le montage ci-dessous contre. 1
VDD
Donner les valeurs logiques de S pour les
combinaisons ci-dessous.
R R
D C B A S
A
0 0 0 0 S
0 0 0 1 B
0 1 0 1 R
C
0 1 1 1
D
EXERCICE II : Polarisation de diodes et droite de charge (8.5 pts)
II.1. Soit le schéma ci-contre

ID
II.1.1. Est-ce que la droite de charge dépend des EG 0.5
caractéristiques du composant inconnu ?
R
? VD
II.1.2 Donner l’expression de la droite de charge 0.5

ID = f(VD) =
II.2. Soit le montage ci-contre. Les diodes

sont passantes et ont des caractéristiques
2.R
identiques : avec VS = EG/2 et RS = R. R R
II.2.1. Que pouvez-vous dire des courants
EG ID1 ID2
0.5
ID1 et ID2, ils sont
D1 D2
A) Egaux B) Différents C) Ni l’un ni
l’autre !
II.2.2. Donner l’expression du courant ID1
1.5
en fonction de EG et R
ID1 =
51
II.3. Soit le montage ci-contre. Les diodes sont
passantes et ont des caractéristiques identiques :
R
avec VS = EG/2 et RS = R. R 3R
II.3.1. Que pouvez-vous dire des courants ID1 et
0.5 EG ID1 ID2
ID2, ils sont
D1 D2
A) égaux B) différents C) ni l’un ni l’autre !
1.5 II.3.2. Donner l’expression du courant qui
traverse la diode D1 en fonction de EG et R
ID1 =
II.4. On se propose d’étudier le circuit ci-contre. Les
R ID
éléments du montage sont EG = 0.7 V et R = 70 
0.5 II.4.1. A partir de la courbe de la courbe ID(VD) de la diode ci- EG VD

dessous, déterminer :
VS = RS =
1 II.4.2. Déterminer par le calcul la valeur du point de polarisation de la diode.
ID = VD =
0.5 II.4.3. Donner l’expression de la droite de charge
ID = f(VD) =
0.5 II.4.4. Tracer la droite de charge sur le graphe ci-dessous
0.5 II.4.5. Déduire de la question (II.4.4) le point de polarisation de la diode
0.5
ID = VD =
10
6
ID (mA)
0,2 0,4 0,6 0,8 1

VD (V)
52
EXERCICE III : Pompe de charge (2 pts)
On considère le circuit électrique de la VA

figure ci-contre qui correspond à une
partie de la pompe de charge qui permet, D2
par exemple, d’alimenter une puce RFID.
C1 D1
EG correspond au signal reçu par EG C2 VR
l’antenne et qui sera supposé être en
créneau. Les capacités C1 et C2 sont
identiques et les diodes D1 et D2 sont
idéales (VS = 0, RS = 0).
A l’instant t = 0 on a VA = VR = 0.
Représenter l’évolution temporelle des tensions VA et VR sur les graphiques ci-dessous
EG (V)
VDD
a
0
t0 = 0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t
VA (V)
VDD 0.5
b 0
t
 VDD
VR (V)
VDD 0.5
c 0
t
 VDD
53
EXERCICE IV : Transistor bipolaire (4 pts)
Soit le circuit ci-contre dont les éléments sont : VDD

VDD = 5 V, EG = 3 V, RB = 50 k, RC = 200 ,
RE = 20 , Transistor :  = 100, VCEsat = 0,2 V et sa
RC
base VS = 0,5 V, RS = 1 k
0.5 IV.1. A partir de quelle valeur de E G le transistor
T1 VCE
devient passant ?
RB
EG
EG =
RE
0.75 IV.2. Déterminer l’expression IB
IB =
0.25 IV.3. Déterminer la valeur de IB
IB =
0.5 IV.4. Quelle est la valeur du courant IC ?
IC =
IV.5. Donner l’expression de la tension VCE.

1
VCE =
IV.6. Détermination de la valeur de la tension V CE.

0.5
VCE =
IV.7. Donner le régime de fonctionnement du transistor

0.5
Linéaire Saturé
54
RAPPELS :
Impédance d’une capacité C : 1/(jC) []  = 2F

H H H H
 
1  jRC  1 
1 j 1 j 1 j 0
0 RC 
EXERCICE I : Amplificateur n°1 (5 pts)
VDD
R1 RC
On se propose d’étudier le
petit amplificateur audio
de la figure I.1.
C1 VBE CE VC
EG
R2 RE
Figure I.1.
I.1. Etude en statique du montage
I.1.1. Dans quel régime se trouve le transistor pour pouvoir amplifier le signal E G(t) ? 0.25
A Bloqué B Linéaire C Saturé

0.25
I.1.2. Comment doit-on considérer les capacités en régime statique ?
A Comme des courts-circuits B Comme des circuits ouverts
C Comme des fils D Comme des résistances
I.1.3. Donner l’expression du courant IB0 en fonction de VDD, R1, R2, RS, VS, RE et . Vous 0.5
0.25
I.1.4. Donner l’expression du courant IC0.
IC0 =
I.1.5. Donner l’expression de la tension VCE0 en fonction de VDD, RC, RE, IB0 et . 0.5
VCE0 =
55
EXERCICE II : Amplificateur n°2 (4,5 pts)
VDD
RC
On se propose d’étudier le petit

amplificateur audio de la figure
II.1. Les deux transistors sont T1
identiques. RG
EG T2 VC
On suppose que  >> 2 et on
fera les simplifications en
conséquence.
Figure II.1.
0,5 II.1.1. Donner l’expression du courant qui circule dans R C en fonction de IB10
IRC =
0,5 II.1.2. Donner l’expression de la tension VC en fonction de EG, RG, VS, VDD, RC et .
VC =
56
RAPPELS :

IB N
VBE IE
émetteur anode
Transistor NPN ID
P
VD
N
cathode
H H
 
1 j 1 j 0
0 
EXERCICE I : Portes logiques (5.5 pts)

Dans ces exercices, le « 1 » logique correspond à une tension supérieure à 1 V et le « 0 »
logique à une tension inférieure à 1 V.
I.1. Soit la porte logique ci-dessous, donner les valeurs logiques de la sortie S en fonction 1
des entrées A et B. VDD = 5 V, R = 10 k. Les diodes sont identiques et ont pour
caractéristiques RS = 0 et VS = 0.5 V.
VDD
B A S
D1
A 0 0
D2 0 1
B S
1 0
R
1 1
57
I.2. Soit la porte logique ci-contre. VDD = 5V, VDD
R1 = 10 k, R2 = 1 k. pour le transistor T2 :
 = 100, VCEsat = 0,2 V et pour la base VS = 0,6 V, R1 R2
RS = 1 k. Pour le transistor T1 : Les diodes BE
et BC sont identiques avec VS = 0,6 V, RS = 1 k Vout
et en fonctionnement transistor il y a aussi : Vin T2

T1
 = 100, VCEsat = 0,2 V
I.2.1. Pour Vin = VDD
I.2.1.1. Dans quel état doit se trouver la
0.25
diode BE du transistor T1 ?
Bloqué passant
I.2.1.2. Dans quel état doit se trouver la diode BC du transistor T1 ?
0.5
Bloqué passant
I.2.1.3. Dans ce cas, donner l’expression du courant IB2
0.25
IB2 =
I.2.1.4. Donner l’expression du courant IC2
0.25
IC2 =
0.5 I.2.1.4. En déduire l’expression et la valeur de Vout :
Vout =
0.25 I.2.2.5. Quel est le régime de fonctionnement de T2 ?
I.2.2. Pour Vin = 0
0.5 I.2.2.1. Quel est le régime de fonctionnement de T1 ?
0.5 I.2.2.2. Comment sont les courants IC1 et IB2 ?
Identiques Opposés Perpendiculaires
0.25 I.2.2.3. Donner la valeur du courant de base du transistor T 2
IB2 =
0.25 I.2.2.4. Donner la valeur de la tension Vout
Vout =
58
I.3. Soit le montage ci- contre. Donner les 1
valeurs logiques de S pour les combinaisons VDD
ci-dessous.
VB VA Vout R1 R2
0 0 Vout
0 1 VA T2
TA
1 0
1 1 VB
TB
EXERCICE II : Amplificateur émetteur commun (5 pts)
VDD
R1 RC
On se propose d’étudier le
petit amplificateur audio
de la figure II.1.
C1 VBE CE VC
EG
R2 RE
Figure II.1.
II.1.1. Dans quel régime se trouve le transistor pour pouvoir amplifier le signal E G(t) ? 0.25
A Bloqué B Linéaire C Saturé
II.1.2. Comment doit-on considérer les capacités en régime statique ? 0.25
A Comme des courts-circuits B Comme des circuits ouverts

C Comme des fils D Comme des résistances
II.1.3. Donner l’expression du courant IB0 en fonction de VDD, R1, R2, RS, VS, RE et . Vous 0.5
IB0 =
0.25
II.1.4. Donner l’expression du courant IC0 en fonction entre autre de .
IC0 =
II.1.5. Donner l’expression de la tension VCE0 en fonction de VDD, RC, RE, IB0 et . 0.5
59
EXERCICE III : Analyse d’un signal PWM (3 pts)
En provenance d’un laser, on reçoit un signal qui a la forme d’un rectangle dont l’information
se cache dans la valeur moyenne du rapport cyclique. Un exemple est donné à la figure (III.1),
Le signal lumineux est converti en tension avec le circuit de la figure (III.2) qui donne un
signal de forme numérique (succession de valeurs « 1 » et « 0 ») sur la sortie VA.
Le composant qui capte la lumière du laser s’appelle un LDR (Light-Dependent Resistor) qui
est une résistance dont la valeur décroît en présence de lumière. En présence du laser
LDR = 900  et sans laser LDR = 3.2 k.
VDD
R1 R3
Signal laser
R2
T1
LDR VA
t 
Thévenin
Figure III.1. Figure III.2.
III.1. Convertisseur lumière-tension
0.5 III.1.1. Donner l’expression du générateur de Thévenin équivalent.
Eth = Rth =
0.25 III.1.2. En présence de lumière, dans quel état doit se trouver le transistor ?
A. Bloqué B. Linéaire C. Saturé
0.25 III.1.3. En absence de lumière, dans quel état doit se trouver le transistor ?
0.5 III.1.4. Donner l’expression du courant de base IB ?
IB =
0.5 III.1.5. Donner l’expression de VA
VA =
III.2. Filtrage du signal
III.2.1. Dessiner le circuit qui permet de filtrer le signal et d’en extraire sa valeur moyenne. 0.5
VA Vout
60
III.2.2. Le signal a une fréquence FP, représenter l’allure asymptotique du filtre que vous
avez choisi. 0.5
Amplitude (db)
Fp 2Fp 3Fp 4Fp F (log)
EXERCICE V : Polarisation d’une diode (3 pts)
R ID
L’objectif de cet exercice est de déterminer les
valeurs de ID et VD de la diode de la figure (V.1).
Pour le montage EG = 1 V et R = 100  EG VD
Figure V.1.
V.1. Déterminer VS et RS de la diode à partir de la courbe ID(VD) de la figure (V.1) 0.5
VS = RS =
10
6
ID (mA)
0,2 0,4 0,6 0,8 1

VD (V)
Figure V.2.
V.2. Droite de charge
V.2.1. Donner l’expression de la droite de charge du montage 0.5
V.2.2. Tracer la droite de charge du montage sur la figure (V.2).

0.5
61
0.5 V.2.3. Donner les valeurs du point de polarisation de la diode.
ID = VD =
V.3. Résolution sans droite charge
0.5 V.3.1. Donner l’expression du courant I D.
0.5 V.3.2. Donner les valeurs du point de polarisation de la diode à partir de la question (V.3.1).
ID = VD =
EXERCICE VI : Courant et diodes (1.5 pts)
Soit le montage de la figure (VI.1). Les diodes

sont passantes et ont des caractéristiques 2.R
identiques : VS = EG/2 et RS = R. R R
Donner l’expression du courant ID1 en
1.5 EG ID1 ID2
fonction de EG et R
D1 D2
ID1 =
Figure VI.1.
62
RAPPELS :

IB N
VBE IE
émetteur anode
Transistor NPN ID
P
VD
N
cathode
H H
 
1 j 1 j 0
0 
EXERCICE I : Alimentation stabilisée (3.5 pts)
On souhaite réaliser une alimentation VDD

stabilisée comme celle que vous utilisez en TP
ou comme votre chargeur de téléphone
portable R1
La tension d’entrée, VDD, est fournie pour un

transformateur suivi d’un pont de diode et VCE
d’une capacité. VDD présente une ondulation
et on considérera que sa valeur moyenne est
Zener
VDD = 12 V. Vous utiliserez cette valeur pour

VB
tous les calculs. RL VE
Soit le circuit de la figure (I.1) dont les
éléments sont : R1 = 180 , pour le transistor
T1 : VS = 0,6 V, RS = 0 ,  = 150, VCEsat = 0 V.
La diode Zener : VZ = 5,6 V, RZ = 0 .
Figure I.1
I.1. Si la diode Zener est passante, quelle est la tension à ses bornes ? 0,25
A. VB = 5,6 V B. VB = 0 V C. VB = VDD = 12 V D. VB = Cos(/2)
I.2. Si la diode Zener est passante, est ce que la tension aux bornes de R 1 dépend de la valeur 0,25
du courant de la diode Zener et du courant de base du transistor ?
A. OUI B. NON C. Passe bas

63
0,25 I.3. Donner la valeur du courant qui circule dans R1.
IR1 =
0,25 I.4. Si on considère que le transistor est passant, quelle doit être la valeur de sa tension V BE ?
VBE =
0,25 I.5. Donner alors la valeur de la tension VE sur l’émetteur du transistor.
VE =
0,25 I.6. Déterminer la valeur de la tension VCE.
VCE =
0,25
I.7. Est-ce que la tension VCE dépend (a priori) de la valeur de RL ?
A. OUI B. NON C. Passe haut
0,5 I.8. Le transistor peut dissiper au maximum P = 25 W. En négligeant la puissance dissipée

due au courant de base IB (donc la partie IBVBE), déterminer le courant ICmax que peut délivrer
le transistor (On rappelle que P = UI)
ICmax =
0,5 I.9. Quelle est la valeur de RL qui permet d’obtenir ICmax ?
RL =
0,25 I.10. Pour ICmax, donner la valeur de IBmax ?
IBmax =
0,5 I.11. Dans ce cas, dire pourquoi la diode Zener est toujours passante.
64
EXERCICE II : Lumière à détection infrarouge (6 pts)
VDD
R3
Figure II.1
T1
Vout R1
T2
LDR R2
C
L’objectif du montage de la figure (II.1) est d’allumer des LED blanches de puissance
lorsque la présence de quelqu’un est détectée la nuit. Le jour, les LED ne doivent pas
s’allumer. Le capteur PIR permet de détecter la présence de quelqu’un à partir de ses
émissions infrarouges. Il est alimenté entre VDD et 0 V et la sortie Vout prend la valeur 0 V si
rien n’est détecté et la valeur VDD en présence de quelqu’un. Les 4 diodes sont identiques
avec VSD et RSD et les 2 transistors sont aussi identiques avec VS, RS, >>1 et VCEsat = 0.
La résistance LDR (light-dependent resistor) prend la valeur LDR_J le jour et LDR_N la
nuit avec LDR_J << LDR_N. Vous considèrerez que les 2 transistors fonctionnent en
régimes bloqué ou saturé.
II.1. Fonctionnement du montage le jour
II.1.1. Dans quel régime se trouve le transistor T 1 en l’absence de détection ? Il faut raisonner 0,25
en comparant LDR_J et LDR_N.
II.1.2. Dans quel régime se trouve le transistor T 1 lors d’une détection ? Il faut raisonner en 0,25
comparant LDR_J et LDR_N.
II.1.3. Dans quel régime se trouve le transistor T2 en l’absence de détection ? 0,25

II.1.4. Dans quel état sont les LED ? 0,25
A. Eclairées B. Eteintes C. Ni éclairées ni éteintes
II.1.5. On suppose que le circuit a déjà fonctionné durant plusieurs cycles jours/nuit. Quelle
0,5
est la tension aux bornes de C ?
A. VC = 0 V B. VC = VDD C. VC = 0,5VDD D. VC = VS E. VC = 0,5VS
65
II.2. Fonctionnement du montage la nuit
0,25 II.2.1. Quel est l’impact de la LDR sur le circuit ?
A. Bloquer T1 B. Aucun C. Réponses A et B
0,25 II.2.2. On suppose que la capacité est chargée, comment doit-on la considérer ?
A. Comme un fil B. Comme un circuit ouvert C. Comme elle veut
1 II.2.3. Donner l’expression du courant IB1 en fonction de VDD, R1, R2, VS, RS et  quand le
capteur PIR détecte quelqu’un. Remarque : ne pas prendre en compte la LDR.
IB1 =
0,5 II.2.4. Donner l’expression de la tension aux bornes de C quand le capteur PIR détecte
quelqu’un.
VC =
0,5 II.2.5. D’après l’énoncé et les régimes possibles des transistors, quelle doit être la valeur de VC
quand le condensateur est chargé
A. VC = 0 V B. VC = VDD C. VC = 0,5VDD D. VC = VS E. VC = 0,5VS
0,5 II.2.6. D’après la question (II.2.4), qu’elle doit être la valeur de Vc quand le capteur PIR ne
détecte plus rien ?
VC =
1 II.2.7. Sur la figure (II.2), représenter à main levée l’évolution temporelle de V C quand le PIR .
VC
Détection PIR Sans détection PIR
VDD
VS
Figure II.1
0,5 II.2.8. Déterminer l’expression du courant qui passe dans chacune des diodes
ID =
66
EXERCICE IV : Touch control (2,5 pts)
VDD
La résistance de la peau d’un doigt est
d’environ RD = 1 M. On se propose
d’étudier le montage de la figure (IV.1)
dont les éléments du montage sont : R1
R1 = 100 k, R2 = 220 , VDD = 5 V.
Les 2 transistors sont identiques avec
VS = 0,6 V, RS = 0 ,  = 200 (>> 1),
VCEsat = 0. La diode LED : VSD = 2,1 V, T1 R2
RSD = 0 .
T2
Figure IV.1
IV.1. Si le doigt n’est pas posé sur les contacts, dans quel état se trouve la LED. 0,25
A. Eclairée B. Eteinte C. Ni éclairée ni éteinte
IV.2. Si le doigt est posé sur les contacts, dans quel état se trouve la LED. 0,25
A. Eclairée B. Eteinte C. Ni éclairée ni éteinte
IV.3. Si le doigt est posé sur les contacts et qu’on suppose que les 2 transistors sont en régime 0,5
linéaire, déterminer l’expression de IB1 :
IB1 =
IV.4. Donner la valeur de IB1 qui correspond à la question (IV.3) : 0,25
IB1 =
IV.5. Si le doigt est posé sur les contacts, donner l’expression de V CE du transistor 2 : 0,5
VCE2 =
IV.6. Donner la valeur de VCE2 qui correspond à la question (IV.5) : 0,5
VCE2 =
IV.7. Donner le régime de fonctionnement qui correspond à la question (IV.6) : 0,25
67
68
-
RAPPELS :

IB N
VBE IE
émetteur anode
Transistor NPN ID
P
VD
N
cathode
H H
 
1 j 1 j 0
0 
EXERCICE I : Diode en régime de petit signal et de grand signal (8 pts)
Soit le circuit de la figure (I.1.). R Figure I.1.

La résistance a pour valeur R = 50  et
ID
EG D1
EG = 0.8 V.
I.1. Etude en régime statique

I.1.1. Déterminer les valeurs de la tension de seuil et de la résistance série de la diode à
0,5
partir de la figure (I.2.a).
VS = RS =
0,25 I.1.2. Donner l’expression et la valeur du courant qui circule dans la diode à partir de la figure
(I.1) et de la question (I.1.1).
ID0 =
I.1.3. Donner l’expression de la droite de charge.

0,25
ID  f VD  
69
I.1.4. Tracer la droite de charge sur la figure (I.2.a) sans oublier de vérifier la cohérence
0,5 avec la question (I.1.2).
10
8
a b
6
ID (mA)
0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 TP

VD (V)
Figure I.2.
I.3. Etude en régime de grand signal
On applique une tension alternative de faible amplitude additionnée à une tension

continue :
EG  0,8  0,5. sin t   EG0  egt  (I.2)
La tension continue (0,8 V) correspond au point de polarisation.
1 I.3.1. Sur la figure (I.3.a), représenter les droites de charge qui correspondent aux valeurs
min et max de EG. Représenter aussi la droite de charge en régime statique
10
8
a b
6
ID (mA)
0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 TP

VD (V)
Figure I.3.
1 I.3.2. Tracer sur la figure (I.3.b) l’évolution temporelle du courant I D sur une période TP.
Mettre en évidence les zones qui sont sinusoïdales pures.
70
EXERCICE III : Amplificateur en émetteur commun (6 pts)
VDD
R1 RC CL
C1
RG
VBE CE VC
EG
VG VB R2 RE VE RL
Figure III.1
Soit le circuit de la figure (III.1). Le transistor a un gain en courant , une tension de
saturation VCEsat ainsi qu’une résistance RS et une tension VS pour sa diode base-émetteur.
1 ne sera pas négligé devant  .
III.1. Etude en régime statique
III.1.1. Dans quel régime se trouve le transistor pour pouvoir amplifier le signal E G(t) ? 0.25
III.1.2. Comment doit-on considérer les capacités en régime statique ? 0.25
A. Comme des courts-circuits B. Comme des circuits ouverts
C. Comme des fils D. Comme des résistances
III.1.3. Donner l’expression du courant IB0 en fonction de VDD, R1, R2, RS, VS, RE et . Vous 0.5
IB0 =
0.25 III.1.4. Donner l’expression du courant IC0.

IC0 =
0.5 III.1.5. Donner l’expression de la tension VCE0 en fonction de VDD, RC, RE, IB et .
VCE0 =
0.25 III.1.6. Comment doit être VCE par rapport à VCEsat ?
A. VCE < VCEsat B. VCE > VCEsat C. VCE = VCEsat D. VCE > VDD
Figure III.2
71
72
-
RAPPELS :
Modèle électrique équivalent de la diode anode

lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID ID
P
VD
N
cathode
 t 
VC t   A. exp   B
 R.C 
H H
 
1 j 1 j 0
0 
EXERCICE I : Vérification des compétences de base (8.5 pts)
I.1. Déterminer l’expression de la tension Vout(t). 0.5

On supposera qu’à t = 0, le condensateur est déchargé et R
que la tension en entrée passe de 0 à la valeur V in. C
Vin Vout
Vout t  
I.2. Donner l’expression du 0.5

I I
générateur de Thévenin
équivalent.
R1 Rth
EG R2 U Eth U
Eth  R th 
I.3. Soit le circuit de la figure ci-contre

R
I.3.1. Déterminer l’expression complexe du gain et faire C
Vin Vout 0.5
apparaître la forme d’un passe haut ou d’un passe bas
Vout

Vin
73
0.25 I.3.2. Donner l’expression de la fréquence de coupure
FC 
I.3.3. Donner les valeurs limites du gain

0.5
Vout Vout
 
Vin 0 Vin  
I.3.4. Est-ce que ce circuit correspond à un filtre

0.25
A. Passe Bas B. Passe Haut C. Passe Calmasson
0.5 I.3.5. Représenter l’allure
A (db)
fréquentielle du gain
F (log)
I.4. Soit le circuit de la figure ci-contre
0.5 I.4.1. Déterminer l’expression complexe du gain et faire

apparaître la forme d’un passe haut ou d’un passe bas C
Vin R Vout
Vout

Vin
0.25 I.4.2. Donner l’expression de la fréquence de coupure
FC 
I.4.3. Donner les valeurs limites du gain

0.5
Vout Vout
 
Vin 0 Vin  
0.25 I.4.4. Est-ce que ce circuit correspond à un filtre
A. Passe Bas B. Passe Haut C. Passe écomposé
0.5 I.4.5. Représenter l’allure

A (db)
fréquentielle du gain
F (log)
74
I.5. Soit le circuit ci-contre
R ID
I.5.1. Déterminer l’équation de la droite de charge 0.5
EG
ID  VD
I.5.2. Déterminer l’expression du courant qui circule dans la diode en fonction des éléments du
montage et des paramètres VS et RS de la diode. 0.5
ID0 
I.6. Compléter en logique (0 ou 1) la table de vérité de la porte ci-dessous 0.5
A D1
A B Vout
B D2 0 0
0 1
R Vout 1 0
1 1
I.7. Soit le circuit ci-contre VDD
I.7.1. Donner l’expression du courant IB en 0.5

régime statique. R1 RC
IB0 
C1
VBE VCE
EG
R2
I.7.2. Donner l’expression du courant IC en régime statique. 0.25
IC0 
I.7.3. Donner l’expression de la tension VCE en régime statique. 0.25

VCE0 
75
EXERCICE II : Exercices avec des diodes (3+ 2.5 pts)
II.1. Soit l’écrêteur à diodes de la figure ci-contre VDD

avec VDD = 5V, R = 1 kΩ et pour les diodes VS = 0 V
et RS = 0.
II.1.1. Si Vin > VDD

D1
0.25 II.1.1.a. Dans quel régime est D1 ?
A. Passant / B. Bloqué / C. ni l’un ni l’autre R

Vin Vout
II.1.1.b. Dans quel régime est D2 ? D2
0.25
A. Passant / B. Bloqué / C. ni l’un ni l’autre
0.25 II.1.1.c. Donner la valeur ou l’expression de la tension de sortie ?
Vout =
II.1.2. Si Vin < 0
0.25 II.1.2.b. Dans quel régime est D2 ?
Vout =
II.1.3. Si 0 ≤ Vin ≤ VDD
II.1.3.b. Dans quel régime est D2 ?

0.25
Vout =
76
II.1.4. Tracer l’allure de Vout sur le graphique ci-dessous 0.75
4
Vin (V)
0 t
2
II.2. Soit le schéma de la figure ci-contre avec VDD

VDD = 5V, R = 1 kΩ, et pour la diode VS = 0 V et
RS = 0.
II.2.1. Si Vin = 0
R
I1
II.2.1.a. Dans quel régime est la diode ?
0.25
R
I2
II.2.1.b. Donner l’expression et la valeur de VR ? Vin Vout 0.5
R VR
VR =
II.2.1.c. Donner la valeur de Vout ? 0.25
Vout =
II.2.2. A partir de quelle tension Vin, la diode se débloque ? 0.25
Vin =
II.2.3. Si Vin = VDD
II.2.3.a. Dans quel régime est la diode ? 0.25
II.2.3.b. Donner l’expression et la valeur de Vout ? Vous pouvez vous aider de I1 et I2 1
Vout =
77
EXERCICE III : Exercices avec des transistors (3 + 3 pts)
III.1. Soit le montage ci-contre qui indique VDD

quand il faut arroser une plante et qui
fonctionne avec 2 pipiles de 1.5 V (donc
VDD = 3 V). Pour le transistor  = 100, RC
VCEsat = 0.2 V, VS = 0.6 V et RS = 1 kΩ. Pour la
LED : VLED = 2 V et RLED = 0 Ω.
RB
RT est la résistance de la terre qui change avec
le taux d’humidité. Pour simplifier l’étude, on
considère que :
- si la terre est humide, RT = 0
- si la terre est sèche, RT est infinie (circuit RT

ouvert).
0.5 III.1.1. Donner le générateur de Thévenin équivalent aux 2 pipiles, RT et RB.
Eth = Rth =
0.5 III.1.2. Simplifier les expressions du générateur de Thèvenin dans le tableau ci-dessous
Terre Eth Rth
Sèche
Humide
0.25 III.1.3. Quand la terre est humide, est ce que la LED est allumée ?
A. OUI / B. NON / C. une fois OUI, une fois NON
0.5 III.1.4. En cas de sècheresse !
1 III.1.4.a. On souhaite faire passer 20 mA dans la LED, donner l’expression et la valeur de la

résistance RB.
RB =
0.25 III.1.4.b. Le transistor doit être à la limite de la saturation, donner l’expression et la valeur de
RC
RC =
78
79
ECOLE POLYTECHNIQUE
UNIVERSITAIRE DE
NICE SOPHIA-ANTIPOLIS
Parcours des écoles d’Ingénieurs Polytech

Première année
Pascal MASSON
Polytech'Nice Sophia-Antipolis, Département électronique
1645 route des Lucioles
06410 BIOT
Tél : 04 92 38 85 86
Email : pascal.masson@unice.fr
Année scolaire 2017/2018
80

TD Elec Analogique - MASSON 2017

Transféré par

Droits d'auteur :

Formats disponibles

TD Elec Analogique - MASSON 2017

Transféré par

Informations du document

Copyright

Formats disponibles

Partager ce document

Partager ou intégrer le document

Options de partage

Avez-vous trouvé ce document utile ?

Ce contenu est-il inapproprié ?

Droits d'auteur :

Formats disponibles

TD Elec Analogique - MASSON 2017

Transféré par

Droits d'auteur :

Formats disponibles

ECOLE POLYTECHNIQUE

Parcours des écoles d’Ingénieurs Polytech

Année scolaire 2017/2018

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2011-2012 ..................5

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°2 - 2011-2012 ..................9

Extraits de l’épreuves d’électronique analogique N°3 - 2011-2012 ................15

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2012-2013 ..................21

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°2 - 2012-2013 ..................27

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°3 - 2012-2013 ..................31

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2013-2014 ..................35

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°2 - 2013-2014 ..................41

Extraits de l’épreuves d’électronique analogique N°3 - 2013-2014 ................43

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°4 - 2013-2014 ..................45

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2014-2015 ..................49

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°2 - 2014-2015 ..................55

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2015-2016 ..................57

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°2 - 2015-2016 ..................63

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°1 - 2016-2017 ..................69

Extraits de l’épreuve d’électronique analogique N°2 - 2016-2017 ..................73

Impédance d’une capacité C 1/(jC) []

Forme générale de la tension aux bornes de la capacité d’un circuit R.C :

A et B dépendent des conditions initiale et finale de V C.

Modèle électrique équivalent de la diode lorsqu’elle est passante : VD = VS + RS.ID

Modèle électrique équivalent de la diode lorsqu’elle est bloquée : ID = 0

EXERCICE IV : diode et droite de charge (6 pts)

IV.1. Etude de la diode

IV.1.1. Pour la zone 1, quelles sont les valeurs de 0.5

IV.1.2. Pour la zone 2, quelles sont les valeurs de 0.5

IV.2. Droite de charge

IV.2.1. Donner l’expression de la droite de charge du montage ? 0.75

 OUI  NON  Ca dépend du montage

IV.3. Variations temporelles de ID et VD

On applique un signal sinusoïdale de période TP, donné par :

1 IV.3.3. Déterminer à nouveau le domaine de variation de ID et VD pour une période de EG

a 0,4 0,6 0,8 1 1,2 b

On se propose d’étudier le montage de

VI.1. Evolution temporelle de la tension V2

Attention : dans cette partie de l’exercice, on enlève la diode et la résistance R 2.

VI.1.2. A partir de l’instant t = 0, V1 devient égale à 4 V. Quelle sera la valeur de la 0.25

VI.1.3. Déterminer l’expression de la tension VC (t). 0.5

VI.1.4. Déduire de la question précédente, l’expression de la tension V 2. 0.5

VI.1.5. La constante de temps du circuit est RC = 10 µs et au bout de 1 ms, la tension V 1 0.5

VI.1.6. Déduire de la question précédente, l’expression de la tension V2. 0.5

Attention : dans cette partie de l’exercice, on considère la diode et la résistance R2.

0.25 VI.2.3. Est-ce que le fait d’avoir branché la diode et R2 :

 change considérablement V2  ne change quasiment pas V2

 court circuite la résistance R1  bloque la capacité C

0.5 VI.2.4. Représenter la tension V3(t) sur la figure (VI.2.c)

EXERCICE II : détecteur d’humidité (8 pts)

On se propose d’étudier le montage de la VDD

Dans tous les calculs, on supposera que :

1 II.1.1. Déterminer les expressions des éléments du générateur de Thévenin équivalent

II.1.2. En tenant compte du fonctionnement du transistor, donner l’expression du

0,5 II.1.3. Déterminer l’expression de la tension VE1 en fonction de IB1.

0,5 II.1.4. En déduire l’expression de VCE1.

II.2. Pourcentage d’humidité détecté

Dans cette partie, on recherche le pourcentage d’humidité qui débloque le transistor

0,5 II.2.1. Parmi les 4 propositions suivantes, laquelle est correcte ?

A) Si D1 est bloqué alors T1 est saturé

1 II.2.2. Dans ce cas, quelle est la valeur particulière de E th ?