Transistor à effet de champ : Cours et exercices corrigés

Un transistor à effet de champ est un composant semi-conducteur (qui conduit sur commande) comme c’est le cas pour un transistor bipolaire.

Contrairement aux transistors bipolaires dont le fonctionnement repose sur deux types de porteurs les trous et les électrons, les transistors unipolaires fonctionnent avec un seul type de charges, les trous ou les électrons. Le transistor à effet de champ à jonction est un premier exemple de transistor unipolaire.

Le transistor est composé :

– une électrode qui injecte les porteurs dans la structure : la source (Source).

– une électrode qui recueille les porteurs : le drain (Drain).

– une électrode ou est appliqué la tension de commande : la grille (Gate).

Comparaison au transistor bipolaire :

• Fonctionnement lié au déplacement d’un seul type de porteur (les porteurs majoritaires : électrons ou trous) ; composant unipolaire.
• Simple à fabriquer, surface réduite (plus haut niveau d’intégration).
• Très forte impédance d’entrée (MΩ).
• Facteur de bruit inférieur au transistor bipolaire.
• Facteur de mérite (produit G x BP) inférieur au transistor bipolaire.

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Transistor bipolaire : Cours et exercices corrigés

Le transistor bipolaire est un composant électronique discret constitué de trois électrodes Représentant la succession de trois semi-conducteurs, respectivement de type P-N-P ou N-P-N. Il s’agit, dans le premier cas, d’un transistor NPN, et dans le deuxième cas, d’un transistor PNP. Il peut être utilisé comme : Interrupteur commandé, amplificateur, stabilisateur de tension, modulateur de signal ….

Par construction, les jonctions base – émetteur et base – collecteur ne sont pas identiques. Le transistor ne fonctionne pas de manière symétrique :

– Le collecteur et l’émetteur ont des dopages très différents.

– L’émetteur est beaucoup plus dopé que la base.

– La base est plus mince.

– La flèche qui repère l’émetteur indique le sens passant de la jonction base – émetteur.

L’effet transistor apparaît lorsqu’on polarise la jonction base – émetteur en direct et la jonction base – collecteur en inverse.

Plan du cours de Transistor bipolaire

1. Historique
2. Caractéristiques du transistor
3. Polarisation du transistor
4. Les fonctions logiques
5. Amplification en classe A
6. Multivibrateur astables astable ABRAHAM BLOCH
7. Amplification en classe B
8. Amplificateur opérationnel

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Electronique Analogique : cours et exercices corrigés

Plan du cours d’électronique Analogique

Chapitre 1 : Rappel sur le transistor bipolaire

1- Introduction

2- Structure et fonctionnement d’un transistor

2.1- Structure du transistor bipolaire

2.2- Principe de fonctionnement d’un transistor (Effet transistor)

2.3- Equations d’un transistor

3- Montages de base des transistors

4- Réseaux de caractéristique du transistor NPN

5- Effet Early :

6- Principaux paramètres des transistors bipolaires

7- Polarisation du transistor

7.1- Droite de charge statique – Droite d’attaque statique

7.2- Polarisation par une résistance de base

7.3- Polarisation par réaction d’émetteur

7.4- Polarisation par pont diviseur

7.5- Polarisation par réaction de collecteur.

8- Transistor Bipolaire en régime dynamique

8.1- Introduction

8.2- Modèle équivalent basse fréquence du transistor bipolaire :

Chapitre 2 : Amplification linéaire à transistor bipolaire

1- Généralités sur l’amplification

1.1- Définition

1.2- Différents types d’amplification

1.3- Amplification en tension à charge

1.4- Amplification en courant

1.5- Bilan de puissance

1.6- Bande passante

1.7- Dynamique de sortie maximum

1.8- Distorsion

2- Montages fondamentaux du transistor bipolaire

2.1- Etude du montage émetteur commun

2.1.1- Amplification en tension

2.1.2- Amplification en courant

2.1.3- Amplification en puissance

2.1.4- Impédance d’entrée

2.1.5- Impédance de sortie

2.1.6- Conclusion

2.3- Montage collecteur commun

2.4- Montage base commune

2.5- Comparaisons des montages

3- Influence des capacités de liaison et capacité de découplage

3.1- Influence de la capacité de liaison (couplage)

3.2- Influence de la capacité de découplage.

Chapitre 3 : Amplificateur en hautes fréquences

1- Modèle équivalent en haute fréquence du transistor bipolaire :

2- Réponse fréquentielle du transistor

3- Théorème de Miller :

4- Montage émetteur commun en HF.

5- Facteur de mérite :

6- Montage base commune en HF.

7- Montage cascode :

Chapitre 4 : Montages à plusieurs transistors

1- Introduction

2 – Amplificateurs à liaison directe

3 – Liaison par condensateur entre deux étages

4 – Montage Darlington

4.1 – Principe

4.2 – Schéma équivalent

4.3 – Gain en courant

4.4 – Résistance d’entrée

4.5 – Résistance de sortie

5- Miroir de courant

Chapitre 5: Transistor à Effet de Champ

1 – Etude théorique

1.1 – Composition

1.2 – Symbole

1.3 – Principe de fonctionnement

1.4 – Réseau de caractéristiques

2 – Polarisation

2.1 – Polarisation par diviseur de tension

2.2 – Polarisation automatique

3 – Le JFET en régime dynamique

4 – Montages fondamentaux

4.1– Montage source commune

4.2 – Montage drain commun

4.3 – Montage grille commune

4.4 – Comparaison avec le transistor bipolaire :

5 – Le JFET en commutation analogique

6 – JFET en Hautes Fréquences

Chapitre 6 : Amplificateur différentiel

1- Généralité

2- Etude statique

2.1- Polarisation du montage.

2.2- Analyse du montage en « mode différence »

2.3- Analyse du montage en « mode commun »

3- Etude dynamique

3.1- Analyse du montage en « mode différence »

3.2- Analyse du montage en « mode commun »

3.3- Coefficient de différentiation

3.4- Amélioration du montage

Chapitre 7 : Montages fondamentaux avec les Amplificateurs Opérationnels

1- Présentation

2- Caractéristique de transfert

3- AO idéal ou parfait :

4- Fonctionnement en régime linéaire

4.1- Montage inverseur

4.2- Montage non inverseur

4.3- Sommateur (ou Additionneur)

4.4- Soustracteur

4.5- Dérivateur

4.6- Intégrateur

5 – Fonctionnement en régime saturé

5.1- Comparateur simple

5.2- Comparateur à hystérésis (Trigger de Schmitt)

5.3- Multivibrateur

Chapitre 8 : Filtrage Analogique

1- Définition :

2- Les filtres passifs :

3- Les filtres actifs :

3.1- Structure de RAUCH

3.2- Structure de SALLEN KEY

Chapitre 9 : Principe de la contre-réaction

1- Principe et définition

2- Structure d’un système bouclé

2.1- Définition :

2.2- Equations d’un système bouclé :

3- Les différents types de contre-réaction

4- Propriétés de la contre-réaction

4.1- Stabilisation du gain en boucle fermée

4.2- Elargissement de la bande passante

4.3- Réduction du bruit et de distorsion

4.4- Modification des impédances d’entrée et de sortie

A- Cas de contre-réaction tension-tension

•  Effet sur l’impédance d’entrée
•  Effet de l’impédance de sortie

B- Cas de contre-réaction courant-tension

• Effet sur l’impédance d’entrée
• l’effet sur impédance de sortie :

C- Cas de contre-réaction courant-courant

• Impédance d’entrée
• L’effet sur l’impédance de sortie

D- Cas de contre-réaction tension-courant

• L’effet sur l’impédance d’entrée
• L’effet sur l’impédance de sortie

ANNEXE : Rappels

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