Bases de l'Electronique

Données Générales
Programme Académique	Formation ECAM Arts & Métiers			:
Type d'EC	Cours
Cours : 22h00 TD : 6h00 TP : 8h00 Durée totale : 76h00	Statut : Obligatoire	Période : SEMESTRE 5	Langue d'enseignement : Français

Acquis d'apprentissage
- Aptitude à décrire et exploiter le fonctionnement des principaux composants de l'électronique dans des montages simples : diodes, LED et Photodiodes, transistors BIP et FET, AOP amplificateur opérationnel, convertisseurs analogiques/numériques et numériques/analogiques. - Comprendre les étapes de fabrication de composants à base de silicium et d'en identifier les limites : dimensions, énergies et matériaux ressources nécessaires. - Être capable de mettre en œuvre les techniques appropriées de résolution de circuits et comprendre le fonctionnement global d'un montage électronique à partir des principaux signaux identifiés.

Acquis d'apprentissage

- Aptitude à décrire et exploiter le fonctionnement des principaux composants de l'électronique dans des montages simples : diodes, LED et Photodiodes, transistors BIP et FET, AOP amplificateur opérationnel, convertisseurs analogiques/numériques et numériques/analogiques.
- Comprendre les étapes de fabrication de composants à base de silicium et d'en identifier les limites : dimensions, énergies et matériaux ressources nécessaires.
- Être capable de mettre en œuvre les techniques appropriées de résolution de circuits et comprendre le fonctionnement global d'un montage électronique à partir des principaux signaux identifiés.

Contenu
Les apports de ce module Bases Electronique seront effectués au travers d'un cours magistral, de TD et de TP. La compréhension du fonctionnement de chaque composant est appuyée par son aspect conception au niveau semi-conducteur ainsi que par des exercices réguliers et applicatifs. - Introduction à la conception des composants à semi-conducteurs : technologies et principes de fabrication, dopage, limites et contraintes dues à la miniaturisation, ressources et énergies nécessaires, notions de micro et nanotechnologies. - Fonctionnement et usages des diodes, Led et photodiodes, transistors BIP et FET, amplificateur opérationnel, chaine de mesure DAC et ADC : structure, grandeurs électriques caractéristiques, aspects thermiques (loi d'Ohm thermique et limites thermiques), applications classiques, commandes MLI/PWM des composants en commutation et mise en situation dans des montages concrets. - Lecture et analyse de schémas, identifications du rôle des composants et des fonctions réalisées.

Contenu

Les apports de ce module Bases Electronique seront effectués au travers d'un cours magistral, de TD et de TP. La compréhension du fonctionnement de chaque composant est appuyée par son aspect conception au niveau semi-conducteur ainsi que par des exercices réguliers et applicatifs.
- Introduction à la conception des composants à semi-conducteurs : technologies et principes de fabrication, dopage, limites et contraintes dues à la miniaturisation, ressources et énergies nécessaires, notions de micro et nanotechnologies.
- Fonctionnement et usages des diodes, Led et photodiodes, transistors BIP et FET, amplificateur opérationnel, chaine de mesure DAC et ADC : structure, grandeurs électriques caractéristiques, aspects thermiques (loi d'Ohm thermique et limites thermiques), applications classiques, commandes MLI/PWM des composants en commutation et mise en situation dans des montages concrets.
- Lecture et analyse de schémas, identifications du rôle des composants et des fonctions réalisées.

Prérequis / corequis
Cours de physique et d'électricité de préparatoire : résolution de circuits électriques à base de composants R, L, C et générateurs U/I.

Bibliographie
Documents utilisés au cours de la formation : C. JOUVE, supports de cours (polycopiés "Technologie des Semi-conducteurs pour l'électronique", "Jonction simple, la diode", "Jonctions complexes les transistors", "Amplificateur opérationnel AOP", "Régime de commutation", "Limites thermiques des composants" et documents mis à disposition sur l'intranet ECAM) S. Valkov : Electronique analogique : Cours et problèmes résolus - Educalivre P. Horowitz et W. Hill : Traité de l'électronique analogique et numérique : volume 1 et 2 - Elektor R. Besson : Composants électroniques - Technologie et utilisation - Dunod G. Asch : Les capteurs en instrumentation industrielle - Dunod

Bibliographie

Documents utilisés au cours de la formation :
C. JOUVE, supports de cours (polycopiés "Technologie des Semi-conducteurs pour l'électronique", "Jonction simple, la diode", "Jonctions complexes les transistors", "Amplificateur opérationnel AOP", "Régime de commutation", "Limites thermiques des composants" et documents mis à disposition sur l'intranet ECAM)
S. Valkov : Electronique analogique : Cours et problèmes résolus - Educalivre
P. Horowitz et W. Hill : Traité de l'électronique analogique et numérique : volume 1 et 2 - Elektor
R. Besson : Composants électroniques - Technologie et utilisation - Dunod
G. Asch : Les capteurs en instrumentation industrielle - Dunod

Évaluation(s)
N°	Nature	Coefficient	Objectifs
1	Evaluation écrite de 2h30 souvent en 3 parties (3 modes d'évaluation): 1/ QCM sur les technologies des semi-conducteurs 2/ Une réalisation complète appliquée mettant en œuvre les principaux composants et fonctions 3/ Un montage plus ciblé sur une application d'AOP (mesure, traitement de signaux)	2	Appliquer les méthodes de résolution adaptées à différents types de montages. Identifier et décrire les fonctions réalisées autour de montages AOP au sein d'un montage plus complet. Analyser des montages intégrant le fonctionnement des transistors BIP ou MOSFET, convertisseurs DAC et ADC. Evaluer les données thermiques de composants de puissance (BIP ou MOSFET) en commutation.
2	- Réalisation de 2 manipulations de 4h comme application directe d'éléments du cours et TD. - Pas de compte-rendu à remettre à l'enseignant. L'élève est autonome et responsable de sa prise de notes personnelles des applications et observations (chaque étapes, observations et analyses étant reprises avec l'ensemble du groupe). Tous ces éléments sont des compléments, des illustrations, des applications directes de plusieurs parties de chapitres du cours. - Avant chaque séance, l'étudiant doit réaliser un pré travail personnel : lecture d'une partie de cours, calcul préparatoire spécifique. La séance se déroule pas à pas avec des points de synthèse (analyse, relevés, calculs ..) effectués avec l'ensemble du groupe - Les étudiants sont évalués par binôme (sauf cas dissociant) sur leur "comportement" proactif en cours de séance de travaux pratiques : les points de ces évaluations sont présentés à la première séance de cours et une fiche descriptive est toujours laissée disponible aux élèves. Une séance se réalise avec 18 étudiants au maximum.	1	Faire un usage efficace des moyens de mesure et d'observation de signaux électriques (multimètres et oscilloscope). Mise en situation d'usage de composants et de fonctions électroniques par un câblage complet sur une platine de test : manipulation directe de composants, validation étage par étage jusqu'à la mise en œuvre complète. Comprendre le fonctionnement d'un MOSFET en commutation : commande MLI sur charge R et L, rôle d'une diode de roue libre, forme des signaux, dimensionnement du dissipateur adapté. Identifier et relever les signaux caractéristiques d'un montage d'application réel afin de pouvoir en décrire précisément le fonctionnement.