🔬 Étude et Modélisation des Composants Actifs - Semestre 7
Année Universitaire : 2023-2024
Semestre : 7
Crédits : 2.5 ECTS
Spécialité : Électronique Analogique
PART A - Présentation Générale du Module
Vue d'ensemble
Ce cours approfondit l’étude des composants électroniques actifs (transistors bipolaires, MOSFETs, amplificateurs opérationnels) en analysant leur physique interne, leurs modèles mathématiques et leur comportement en régime statique et dynamique. Il permet de passer d’une utilisation superficielle des composants à une compréhension fine de leurs performances et limitations.
Objectifs pédagogiques :
- Comprendre la physique des semi-conducteurs et des jonctions
- Maîtriser les modèles des transistors bipolaires (BJT) et MOS
- Analyser les régimes de fonctionnement (linéaire, saturation, blocage)
- Caractériser expérimentalement les composants actifs
- Utiliser des simulateurs SPICE avec modèles avancés
- Concevoir des circuits de polarisation et d’amplification
Position dans le cursus
Ce module s’appuie sur :
- Fondements électronique numérique (S5) : jonctions PN, transistors en commutation
- Circuits et Filtres analogiques (S5) : amplification, quadripôles
- Composants et notions de puissance (S5) : caractéristiques des composants
Il prépare à :
- Architectures analogiques systèmes embarqués (S7) : OTA, circuits intégrés
- Filtrage actif et modélisation sources bruit (S7) : amplificateurs opérationnels
- Chaînes électroniques acquisition (S8) : conditionnement de signaux
- Conception de circuits intégrés analogiques : design CMOS
PART B - Expérience Personnelle et Contexte d’Apprentissage
Organisation et ressources
Le module était structuré en cours magistraux et travaux dirigés avec manipulations :
Cours magistraux (18h) : Divisés en 5 parties thématiques (Slides_EMCA_2020-2021_1 à 5) :
- Partie 1 : Physique des semi-conducteurs, jonction PN
- Partie 2 : Transistor bipolaire (BJT) - modèles et régimes
- Partie 3 : Transistor MOS - structure et fonctionnement
- Partie 4 : Modèles petit signal et applications
- Partie 5 : Amplificateurs différentiels et miroirs de courant
Travaux dirigés (12h) :
- TD1 et TD2 : Transistor bipolaire (polarisation, amplification)
- TD3 : Introduction au transistor MOS
- TD4 et TD5 : Applications MOS avancées
- Corrections disponibles pour tous les TD
Évaluations :
- Contrôle continu (CC) en cours de semestre
- Examen final (annales disponibles 2015-2023)
- TP de caractérisation avec compte-rendu
Outils utilisés :
- SPICE (simulation circuits avec modèles Gummel-Poon, BSIM)
- Oscilloscope et générateur de fonctions
- Traceur de caractéristiques (courbes I-V)
- Multimètres de précision
Méthodologie d'étude
Phase 1 : Compréhension physique : Étudier la structure interne du composant (jonctions, dopage, canaux) pour comprendre d’où viennent les équations.
Phase 2 : Modélisation mathématique : Maîtriser les équations dans les différents régimes (blocage, actif, saturation pour BJT ; bloqué, linéaire, saturation pour MOS).
Phase 3 : Analyse graphique : Tracer et interpréter les caractéristiques statiques (IC vs VCE, ID vs VDS) pour visualiser les régimes.
Phase 4 : Petit signal : Linéariser autour du point de fonctionnement et utiliser les modèles équivalents petit signal pour calculer gains et impédances.
Phase 5 : Simulation : Valider les calculs analytiques avec SPICE, comparer avec les résultats expérimentaux.
Difficultés rencontrées
Équations non-linéaires : Les équations de Shockley et des transistors sont exponentielles (BJT) ou quadratiques (MOS). Résoudre graphiquement ou itérativement demande de la pratique.
Régimes de fonctionnement : Identifier dans quel régime se trouve le transistor nécessite de vérifier plusieurs conditions (VBE, VCE pour BJT ; VGS, VDS pour MOS). Erreur fréquente au début.
Modèles petit signal : Comprendre quand et comment linéariser, calculer les paramètres dynamiques (gm, rπ, ro) à partir du point de repos.
Écarts théorie/pratique : Les modèles simples (Ebers-Moll, quadratique MOS) donnent des résultats approximatifs. Les effets de second ordre (Early, modulation de canal, température) expliquent les différences.
PART C - Aspects Techniques Détaillés
1. Physique des semi-conducteurs
Semi-conducteur intrinsèque :
Matériau pur (silicium, germanium) avec concentration égale d’électrons et de trous.
À température ambiante :
- Silicium : ni = 1.5 × 10^10 porteurs/cm³
- Faible conductivité naturelle
Dopage :
Ajout d’impuretés pour augmenter la conductivité.
| Type | Impureté | Porteurs majoritaires | Exemple |
|---|---|---|---|
| N | Phosphore, Arsenic (5 électrons) | Électrons | Donneur d’électrons |
| P | Bore, Aluminium (3 électrons) | Trous | Accepteur d’électrons |
Jonction PN :
Interface entre zone P et zone N créant :
- Zone de déplétion (zone désertée de porteurs libres)
- Barrière de potentiel (0.7V pour Si, 0.3V pour Ge)
- Comportement de diode (conduction unidirectionnelle)
Polarisation :
- Directe : P au + , N au - → conduction
- Inverse : P au -, N au + → blocage
2. Transistor bipolaire (BJT)
Structure :
Trois couches de semi-conducteurs : NPN (ou PNP symétrique).
- Émetteur (E) : fortement dopé, source de porteurs
- Base (B) : très fine, faiblement dopée
- Collecteur (C) : modérément dopé, collecte les porteurs
Principe de fonctionnement :
Deux jonctions PN en série :
- Jonction Base-Émetteur (BE) : polarisée en direct
- Jonction Base-Collecteur (BC) : polarisée en inverse (mode actif)
Les électrons injectés de l’émetteur traversent la base fine et sont collectés par le collecteur.
Courants et relations :
Courant collecteur : IC = β × IB
avec β (gain en courant) typiquement 50 à 300.
Courant émetteur : IE = IC + IB ≈ IC (car β grand)
Équation de Shockley :
IC = IS × exp(VBE / VT)
avec :
- IS : courant de saturation (dépend de la géométrie et du dopage)
- VT : tension thermique ≈ 26 mV à 25°C
Régimes de fonctionnement :
| Régime | Jonction BE | Jonction BC | Application |
|---|---|---|---|
| Bloqué | Inverse | Inverse | Interrupteur OFF |
| Actif | Directe | Inverse | Amplification |
| Saturation | Directe | Directe | Interrupteur ON |
| Actif inverse | Inverse | Directe | Rarement utilisé |
Mode actif (amplification) :
- VBE ≈ 0.7V (jonction Si en conduction)
- VCE > 0.2V (pour rester hors saturation)
- IC = β × IB
Mode saturation (commutation ON) :
- VBE ≈ 0.8V
- VCE_sat ≈ 0.2V
- IC < β × IB (le gain β n’est plus respecté)
3. Modèle petit signal du BJT
Principe :
Linéariser autour du point de repos (Q) pour analyser les variations de signaux de faible amplitude.
Paramètres dynamiques :
Transconductance : gm = IC / VT ≈ 40 × IC (mA)
Exemple : IC = 1 mA → gm = 40 mS
Résistance d’entrée dynamique : rπ = β / gm
Exemple : β = 100, gm = 40 mS → rπ = 2.5 kΩ
Résistance de sortie (effet Early) : ro = VA / IC
avec VA (tension d’Early) typiquement 50 à 150V.
Modèle équivalent petit signal :
Entre base et émetteur : rπ en parallèle avec Cπ (capacité BE) Source de courant contrôlée : gm × vbe Résistance de sortie : ro entre collecteur et émetteur Capacité Miller : Cμ entre base et collecteur
4. Transistor MOS (MOSFET)
Structure :
Transistor à effet de champ à grille isolée (oxyde).
Composants :
- Grille (G) : électrode de commande isolée par SiO2
- Source (S) : source de porteurs
- Drain (D) : collecte des porteurs
- Substrat (Bulk/Body) : généralement connecté à la source
Types :
- NMOS : canal N (électrons), substrat P
- PMOS : canal P (trous), substrat N
Principe de fonctionnement :
Tension VGS crée un champ électrique qui attire ou repousse les porteurs sous la grille, formant un canal conducteur entre source et drain.
Tension de seuil (VTH) :
Tension minimale VGS pour créer le canal.
Typiquement :
- NMOS : VTH ≈ 0.5 à 1V
- PMOS : VTH ≈ -0.5 à -1V
Régimes de fonctionnement :
| Régime | Condition | Équation ID |
|---|---|---|
| Bloqué | VGS < VTH | ID = 0 |
| Linéaire (triode) | VGS > VTH, VDS < VGS - VTH | ID ∝ VDS (résistance contrôlée) |
| Saturation | VGS > VTH, VDS ≥ VGS - VTH | ID constant (source de courant) |
Région linéaire :
Le transistor se comporte comme une résistance contrôlée en tension.
ID = K × [(VGS - VTH) × VDS - VDS² / 2]
avec K = μn × Cox × W/L
Région de saturation :
Le transistor est une source de courant contrôlée en tension.
ID = (K / 2) × (VGS - VTH)² × (1 + λ × VDS)
avec λ (coefficient de modulation de canal) « 1.
Paramètres technologiques :
| Paramètre | Description | Valeur typique |
|---|---|---|
| μn | Mobilité électrons | 500 cm²/Vs |
| μp | Mobilité trous | 200 cm²/Vs |
| Cox | Capacité d’oxyde de grille | 3-10 fF/μm² |
| W/L | Rapport géométrique | 1 à 100 |
| VTH | Tension de seuil | 0.5-1V |
| λ | Modulation de canal | 0.01-0.1 V⁻¹ |
Rapport W/L :
Plus W/L est grand, plus le courant ID est élevé pour un VGS donné.
Dimensionnement typique :
- Transistors de puissance : W/L > 10
- Transistors de signal : W/L ≈ 2-5
- Transistors de charge : W/L < 1
5. Modèle petit signal du MOSFET
Paramètres dynamiques :
Transconductance : gm = 2 × ID / (VGS - VTH)
ou
gm = racine(2 × K × ID)
Résistance de sortie : ro = 1 / (λ × ID)
Typiquement 10 kΩ à 100 kΩ.
Modèle équivalent petit signal :
Grille : haute impédance (pratiquement infinie en DC, capacités en AC) Source de courant : gm × vgs Résistance de sortie : ro entre drain et source Capacités parasites : Cgs, Cgd, Cdb
6. Configurations d'amplification
Trois configurations de base pour BJT et MOS :
Émetteur commun (EC) / Source commune (SC) :
| Caractéristique | Valeur typique |
|---|---|
| Gain en tension | Av = -gm × RC (élevé, 10-100) |
| Impédance d’entrée | Moyenne (BJT : rπ, MOS : infinie DC) |
| Impédance de sortie | Moyenne (RC // ro) |
| Déphasage | 180° (inversion) |
| Application | Amplification général usage |
Base commune (BC) / Grille commune (GC) :
| Caractéristique | Valeur typique |
|---|---|
| Gain en tension | Av = gm × RC (positif) |
| Impédance d’entrée | Faible (1/gm ≈ 25Ω pour BJT) |
| Impédance de sortie | Élevée |
| Déphasage | 0° (pas d’inversion) |
| Bande passante | Très large (pas d’effet Miller) |
| Application | Amplificateur RF, adaptation d’impédance |
Collecteur commun (CC) / Drain commun (DC) (suiveur) :
| Caractéristique | Valeur typique |
|---|---|
| Gain en tension | Av ≈ 1 (suiveur) |
| Impédance d’entrée | Très élevée |
| Impédance de sortie | Très faible (1/gm) |
| Déphasage | 0° |
| Application | Buffer, adaptation d’impédance |
7. Polarisation des transistors
Objectif :
Fixer le point de repos Q (IC0, VCE0 pour BJT ; ID0, VDS0 pour MOS) pour permettre l’amplification du signal.
Polarisation par pont de base (BJT) :
Circuit classique avec 4 résistances : R1, R2 (diviseur de tension base), RC (collecteur), RE (émetteur).
Étapes de calcul :
- Calculer VB = VCC × R2 / (R1 + R2)
- Calculer VE = VB - 0.7V
- Calculer IE = VE / RE
- Calculer IC ≈ IE
- Calculer VCE = VCC - RC × IC - RE × IE
Polarisation par source de courant (MOS) :
Utiliser un transistor MOS en saturation comme source de courant pour polariser un autre transistor.
Stabilité thermique :
Résistance d’émetteur RE ou résistance de source RS permettent de stabiliser le point de repos contre les variations de température.
8. Amplificateur différentiel
Structure :
Paire de transistors appariés avec source de courant commune.
Signaux :
- Mode différentiel : vd = v1 - v2
- Mode commun : vcm = (v1 + v2) / 2
Gains :
Gain différentiel : Ad = gm × RC
Gain de mode commun : Acm ≈ -RC / (2 × RE) (très faible si RE grand)
Taux de réjection de mode commun (CMRR) :
CMRR = Ad / Acm
En dB : CMRR_dB = 20 × log(Ad / Acm)
Typiquement 60-100 dB pour un bon ampli différentiel.
Applications :
- Amplificateurs opérationnels (étage d’entrée)
- Comparateurs
- Amplification de signaux de capteurs (élimination du bruit de mode commun)
9. Miroir de courant
Principe :
Copier (recopier) un courant de référence vers une ou plusieurs branches.
Miroir simple MOS :
Deux transistors NMOS avec grilles connectées :
- M1 : monté en diode (grille connectée au drain), fixe IREF
- M2 : recopie le courant, IOUT = IREF × (W2/L2) / (W1/L1)
Si W2/L2 = W1/L1 alors IOUT = IREF.
Avantages :
- Génération de courants de polarisation précis
- Économie de résistances
- Facilité d’intégration
Miroir de Wilson :
Version améliorée avec meilleure précision et résistance de sortie plus élevée.
Applications :
- Polarisation de circuits intégrés
- Sources de courant pour amplificateurs différentiels
- Charges actives (remplacement de résistances RC)
10. Effets de second ordre
Effet Early (BJT) :
Modulation de la largeur de base par VCE. Lorsque VCE augmente, la zone de déplétion de la jonction BC s’élargit, réduisant la largeur effective de la base.
Conséquence : IC augmente légèrement avec VCE (pente non nulle dans la zone active).
Modèle : IC = IS × exp(VBE / VT) × (1 + VCE / VA)
Tension d’Early VA : typiquement 50-150V.
Impact : résistance de sortie finie ro = VA / IC.
Modulation de canal (MOS) :
En saturation, l’augmentation de VDS réduit la longueur effective du canal (le point de pincement se déplace vers la source).
Conséquence : ID augmente légèrement avec VDS.
Modèle : ID = (K/2) × (VGS - VTH)² × (1 + λ × VDS)
Coefficient λ : typiquement 0.01 à 0.1 V⁻¹.
Impact : résistance de sortie finie ro = 1 / (λ × ID).
Effets thermiques :
BJT :
- VBE diminue avec température : -2 mV/°C
- IC augmente si VBE est fixe (emballement thermique possible)
- β varie avec température
MOS :
- VTH diminue avec température : -2 à -4 mV/°C
- Mobilité μ diminue avec température (ID diminue)
- Comportement plus stable thermiquement que BJT
Effets capacitifs :
Capacités parasites limitent la bande passante :
- BJT : Cπ (jonction BE), Cμ (jonction BC, effet Miller)
- MOS : Cgs, Cgd (effet Miller), Cdb
Fréquence de transition fT : fréquence où le gain en courant tombe à 1.
fT = gm / (2π × (Cπ + Cμ)) pour BJT
fT = gm / (2π × (Cgs + Cgd)) pour MOS
11. Modèles de simulation SPICE
Modèle Ebers-Moll (BJT) :
Modèle basique avec deux diodes et deux sources de courant contrôlées. Suffisant pour analyses simples.
Modèle Gummel-Poon (BJT) :
Modèle avancé incluant :
- Effet Early
- Recombinaison dans la base
- Effets haute injection
- Dépendances thermiques
- Capacités parasites
Standard pour simulation précise.
Modèle Level 1 (MOS) :
Modèle simple, équations quadratiques. Utilisé pour enseignement.
Modèle BSIM (Berkeley Short-channel IGFET Model) :
Modèle industriel standard pour technologies submicroniques.
Versions : BSIM3, BSIM4, BSIM-CMG (FinFET).
Paramètres extraits de mesures sur silicium (plusieurs centaines de paramètres).
Inclut : effets de canal court, effets quantiques, effets de substrat, dépendances géométriques.
Utilisation en simulation :
Fichier de modèle fourni par le fondeur (.lib) contenant les paramètres SPICE des transistors pour une technologie donnée (ex : 65nm, 28nm).
12. Caractérisation expérimentale
Mesures statiques (courbes I-V) :
BJT :
- Tracer IC vs VCE pour différentes valeurs de IB (réseau de courbes)
- Identifier zone active (pente faible, effet Early), zone de saturation (VCE < 0.2V)
- Extraire β = IC / IB dans la zone active
MOS :
- Tracer ID vs VDS pour différentes valeurs de VGS (réseau de courbes)
- Identifier zone linéaire (pente forte), zone de saturation (courant constant)
- Extraire VTH : tension VGS où ID commence à circuler
- Extraire K à partir de ID en saturation
Mesures dynamiques :
Transconductance gm :
Mesurer la variation de IC (ou ID) pour une petite variation de VBE (ou VGS) autour du point de repos.
gm = ΔIC / ΔVBE (à VCE constant)
Fréquence de transition fT :
Mesurer le gain en courant en fonction de la fréquence. fT est la fréquence où le gain vaut 1 (0 dB).
Capacités parasites :
Mesures avec pont d’impédance ou analyseur de réseau vectoriel.
13. Technologies avancées
MOSFET de puissance :
Structure verticale (VDMOS, UMOS) pour augmenter la tenue en tension et le courant.
Paramètre clé : RDSon (résistance drain-source à l’état passant). Plus faible = moins de pertes.
Applications : alimentations à découpage, onduleurs, variateurs de vitesse.
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) :
Hybride BJT + MOSFET : commande en tension (grille MOS) + conduction bipolaire (faible chute de tension).
Applications : traction électrique, énergie renouvelable, soudage.
Composants grand gap (GaN, SiC) :
Matériaux semi-conducteurs avec gap plus large que Si :
- Tenue en tension plus élevée
- Fréquences de commutation plus rapides
- Fonctionnement haute température
- Pertes réduites
Applications : électronique de puissance haute performance, véhicules électriques, datacenters.
PART D - Analyse Réflexive et Perspectives
Compétences acquises
Compréhension physique : Capacité à expliquer le fonctionnement des transistors depuis les bases physiques (jonctions, dopage, porteurs) jusqu’aux modèles mathématiques.
Modélisation et calcul : Maîtrise des équations des transistors, identification des régimes de fonctionnement, calcul de points de repos et de paramètres petit signal.
Analyse de circuits : Aptitude à analyser des circuits d’amplification et de polarisation, calculer gains, impédances, bande passante.
Simulation : Utilisation efficace de SPICE avec modèles avancés, interprétation des résultats, comparaison théorie/simulation.
Caractérisation expérimentale : Techniques de mesure des caractéristiques statiques et dynamiques, extraction de paramètres, validation de modèles.
Points clés à retenir
1. Régimes de fonctionnement : Toujours identifier dans quel régime travaille le transistor (bloqué, actif/saturation, saturation/linéaire). Les équations changent selon le régime.
2. Petit signal vs grand signal : Modèles petit signal valables seulement pour petites variations autour du point de repos. Pour grands signaux, utiliser les équations non-linéaires complètes.
3. Effets de second ordre : Modèles simples (Ebers-Moll, quadratique MOS) donnent des approximations. Effets Early, modulation de canal, température expliquent les écarts.
4. BJT vs MOS :
- BJT : commandé en courant (IB), transconductance élevée, bruit faible, consommation statique (IB)
- MOS : commandé en tension (VGS), haute impédance d’entrée, facilité d’intégration, pas de consommation statique de grille
5. Simulation ≠ réalité : Les simulations sont aussi bonnes que les modèles utilisés. Toujours valider par l’expérience, surtout pour les performances critiques.
Retour d'expérience
Courbe d’apprentissage : Le cours nécessite une bonne base en mathématiques et physique. La physique des semi-conducteurs est abstraite au début mais devient claire avec les exemples concrets.
Importance des TD : Les exercices de TD (5 séries avec corrections) sont essentiels pour maîtriser les calculs de polarisation, les modèles petit signal, et les applications MOS. Refaire les TD avant l’examen est crucial.
Annales précieuses : Les annales d’examens (2015-2023) permettent de se familiariser avec le type de questions posées (calculs de point de repos, modèles petit signal, identification de régimes).
Lien théorie/pratique : Les TP de caractérisation ont montré les écarts entre modèles idéaux et composants réels (dispersion des paramètres, effets parasites). Cela développe l’esprit critique.
Applications pratiques
Conception analogique :
- Amplificateurs audio, RF, instrumentation
- Oscillateurs et générateurs de signaux
- Alimentations linéaires et régulateurs
- Circuits de conditionnement de capteurs
Circuits intégrés :
- Amplificateurs opérationnels (étages d’entrée différentiels, étages de sortie)
- Convertisseurs A/N et N/A
- Mémoires (transistors MOS comme interrupteurs)
- Circuits logiques CMOS
Électronique de puissance :
- Onduleurs et convertisseurs DC-DC
- Variateurs de vitesse moteurs
- Chargeurs de batteries
- Alimentations à découpage
Instrumentation :
- Préamplificateurs faible bruit
- Buffers haute impédance
- Multiplexeurs analogiques
Limites et ouvertures
Limites du cours :
- Focus sur technologies Si classiques (peu sur GaN, SiC)
- Peu d’approfondissement sur conception de circuits intégrés (layout, règles de dessin)
- Aspects bruit et distorsion non harmonique traités superficiellement
Ouvertures vers :
- Conception de CI analogiques : amplificateurs opérationnels complets, références de tension, PLL
- Électronique RF : amplificateurs faible bruit (LNA), oscillateurs VCO, mélangeurs
- Design de circuits intégrés : outils CAO (Cadence, Mentor), layout, extraction parasites
- Composants avancés : FinFET, SOI (Silicon On Insulator), technologies BiCMOS
Évolutions technologiques
Miniaturisation :
Loi de Moore (doublement du nombre de transistors tous les 18-24 mois) continue mais ralentit.
Technologies actuelles : 3nm, 5nm (TSMC, Samsung).
Défis : effets quantiques, fuites de courant, dissipation thermique.
Technologies émergentes :
FinFET : transistor 3D avec grille enrobant le canal sur trois côtés. Meilleur contrôle du canal, moins de fuites.
GAA (Gate-All-Around) : prochaine génération après FinFET. Grille entoure complètement le canal.
FD-SOI (Fully Depleted Silicon On Insulator) : alternative aux FinFET avec meilleure efficacité énergétique.
Composants grand gap :
GaN (Nitrure de Gallium) et SiC (Carbure de Silicium) révolutionnent l’électronique de puissance et RF haute fréquence.
Intégration 3D :
Empilement de puces pour augmenter densité et performance (HBM pour mémoires, chiplets AMD/Intel).
Conseils pour réussir
1. Maîtriser les bases physiques : Comprendre le fonctionnement interne aide à retenir les équations et à résoudre les problèmes.
2. Pratiquer les calculs : Refaire tous les TD plusieurs fois jusqu’à maîtriser les méthodes (polarisation, petit signal, identification régimes).
3. Utiliser SPICE : Simuler les exercices pour vérifier les calculs et explorer l’impact des paramètres.
4. Travailler les annales : Les examens suivent des schémas récurrents. S’entraîner sur les annales 2015-2023 pour anticiper les questions.
5. Comprendre les ordres de grandeur : Savoir qu’un VBE typique est 0.7V, un gm de 40 mS pour 1 mA, un β de 100, un VTH de 0.7V aide à détecter les erreurs de calcul.
Conclusion
Ce module est fondamental pour tout ingénieur en électronique. Il permet de passer d’une utilisation “boîte noire” des transistors à une compréhension profonde de leur physique, modélisation et limitations.
Compétences transférables :
- Modélisation de systèmes physiques complexes
- Analyse non-linéaire et linéarisation
- Validation expérimentale de modèles théoriques
- Utilisation d’outils de simulation professionnels
Pertinence professionnelle : La maîtrise des composants actifs est indispensable en conception de circuits analogiques, RF, et puissance. Les compétences acquises sont directement applicables en R&D et en bureau d’études.
Message principal : Les transistors sont les briques de base de toute l’électronique moderne. Comprendre leur fonctionnement intime permet de concevoir des circuits performants, robustes et optimisés.
Recommandations :
- Approfondir avec des projets de conception de circuits (amplificateurs, oscillateurs)
- Explorer les outils de conception de CI (Cadence, Magic VLSI)
- Étudier des datasheets de composants réels pour comprendre les spécifications industrielles
- S’intéresser aux nouvelles technologies (FinFET, GaN, SiC) pour rester à jour
Liens avec les autres cours :
- Circuits et Filtres analogiques - S5 : analyse de circuits
- Architectures analogiques systèmes embarqués - S7 : OTA, VCA
- Filtrage actif et modélisation sources bruit - S7 : amplificateurs opérationnels
- Chaînes électroniques acquisition - S8 : conditionnement capteurs
📚 Documents de Cours
📖 Cours Complet EMCA 2023-2024
Cours complet d'étude et modélisation des composants actifs : diodes, BJT, MOSFET et amplificateurs.
📖 Chapitre 1 - Diodes
Modélisation physique et électrique des diodes : jonction PN, caractéristique I-V, modèles petits signaux.
📖 Chapitre 2 - Transistors Bipolaires
Étude des transistors BJT : principe de fonctionnement, modèles Ebers-Moll et hybride-π, polarisation.
Cours suivi en 2023-2024 à l’INSA Toulouse, Département Génie Électrique et Informatique.