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GPA325‐A08‐Devoir 3 Exercice # 1 (7 points) Dans l’amplificateur de la figure s

GPA325‐A08‐Devoir 3 Exercice # 1 (7 points) Dans l’amplificateur de la figure suivante, les capacités des condensateurs sont considérées infinies. a) Trouvez les valeurs d’IDQ, VGSQ et de VDSQ. Dans quelle zone opère le transistor ? b) Calculez IGQ, VDQ, VSQ et VGQ. c) Déterminer l’impédance d’entrée Zi, l’impédance de sortie Zo et le gain en tension vo/vg de l’amplificateur en tenant compte de la charge et de la résistance de la source. d) Dessiner le circuit équivalent complet en ac du circuit. ( ) ( ) 2 2 ) 0,5 1 8 1 4 1,53 V 3,06 mA 20 3,06 4 0,5 6,23 V ) 20 4 3,06 7,76 V 7,76 6,23 1,53 V 0 0 ) 2 GSQ S DQ DQ GSQ GSQ DQ DSS P GSQ DQ DSQ DD DQ D S DQ DD D DQ SQ DQ DSQ GQ GQ m a V R I I V V I I V V I V V I R R b V V R I V V V V I c g = − × = − × ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = − = × − ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⇒ = − ⇒ = ⇒ = − + = − + = = − = −× = = − = − = = = × = 2 8 1,53 1 1 2,47 mS 4 4 500 4 5 500 2,47 4 4,57 4 5 500 100 ) 1 GSQ DSS P P I G O D O L I L I VL VNL m D g O L I g O L I g V I V V Z R k Z R k v R Z R Z A A g R v Z R Z R Z R Z R d voir figure ⎛ ⎞ × − ⎛ ⎞ − = − = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − − ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ = = Ω = = Ω = = × × = − × × = − ⋅× × = − + + + + + + e) Faire le même travail pour l’amplificateur de la figure suivante, dans laquelle les capacités des condensateurs sont aussi considérées infinies. ( ) ( ) 1 1 2 2 2 ) 0,6 20 6 V 0,6 1,4 2,7 6 1 12 1 4 2,01 V 2,97 mA 20 2,97 2,7 2,7 3,96 V ) 20 2,7 2,97 12 V DD GG GSQ S DQ GG GSQ DQ GSQ GSQ DQ DSS P GSQ DQ DSQ DD DQ D S DQ DD D DQ a R V V R R V R I V V I V V I I V V I V V I R R b V V R I V × × = = = + + + × = ⇒ + × = ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = − = × − ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⇒ = − ⇒ = ⇒ = − + = − + = = − = − × = 1 2 1 2 12 3,96 8,04 V 6 V 0 ) 2 2 12 2,01 1 1 2,99 mS 4 4 0,6 1,4 0,42 MΩ 0,6 1,4 2,7 2,99 SQ DQ DSQ GQ GG GQ GSQ DSS m P P I O D O L I L I VL VNL m D g O L I g O L I g V V V V I c V I g V V R R Z R R Z R k v R Z R Z A A g R v Z R Z R Z R Z R = − = − = = = = ⎛ ⎞ × × − ⎛ ⎞ = − = − = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − − ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ × × = = = + + = = Ω = = × × = − × × = − ⋅ + + + + 2,7 420 2,7 3,26 2,7 2,7 420 100 ) 2 d voir figure × × = − + + Exercice # 2 (6 points) Soit le circuit à amplificateurs opérationnels idéals suivant. a) Trouver l’expression de vo en fonction de x, la position du curseur du potentiomètre par rapport à la masse (considérée comme l’origine du déplacement), et de L, la longueur du potentiomètre. b) Quelle est la plage de variation de vo. c) Quel est le rôle du premier amplificateur? 1 1 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 ) 5 0 0 0 0 0 1 1 1 5 0 o n p réf p p p réf p p réf p p p p réf o n o n n n n p réf o o réf réf x a v v v L v v v i R R v v v v v v R i v v R R R R R R R v v v v i R R R i et v v v R R v v R R x v v R R R R R L R R R R = = = ⋅ − − − = − = ⇒ − = ⇒ = + ⇒ = + − − + − = = = = + − ⋅ + ⋅ ⋅− ⋅ = ⇒ + + 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 2 1 2 1 1 2 2 max 1 2 1 2 2 2 min 1 2 1 1 1 1 1 5 5 1 5 ) 0 1 1 5 ) réf réf o réf réf o réf o réf o réf R R x v v R R R R L R R R R R R R R R R x x v v v v v R R R L R R R R R R R L b x R R v v R R R x L R R R v v R R R R c Sert = ⋅ − ⋅ ⋅+ ⋅ + + ⎛ ⎞ = − ⋅ ⋅+ ⋅ ⇒ = + − ⋅ ⋅ ⎜ ⎟ + + + ⎝ ⎠ = ⎛ ⎞ = + ⎜ ⎟ + ⎝ ⎠ = ⎛ ⎞ = + − ⋅ ⎜ ⎟ + ⎝ ⎠ de tampon et permet de faire fonctionner le potentiomètre comme deux résistances en série. Exercice # 1 (7 points) Soit l’amplificateur de la figure suivante. Données: R1 = 3 kΩ, R2 = 12 kΩ, RE = 50 kΩ, RS = 2 kΩ, RL = 50 kΩ, β = 200, VBE = 0,7 V, VCC = 12 V. Les capacités des condensateurs sont considérées infiniment grandes. a) Déterminer le point de fonctionnement au repos de l’amplificateur. b) Tracer le schéma équivalent détaillé en AC de l’amplificateur. c) Déterminer le gain en tension à vide, les impédances d’entrée et de sortie de l’amplificateur. d) Tracer le schéma équivalent simplifié en AC de l’amplificateur. e) Trouver le gain en tension en charge (vo/vs) et le gain en courant. f) Calculer le rendement maximal de l’amplificateur. Rs vs RE R2 RL R1 + - + vo - Vcc 2 1 2 1 2 1 2 3 3 3 , 3 12 12 ) 9,6 V 3 12 3 12 2,4 kΩ 3 12 9,6 0,7 200 0,178 mA 2,4 200 50 12 0,178 50 3,1 V ) Voir figure 3 26 10 26 10 26 10 ) 0.178 10 CC TH TH TH BE C TH E CE CC C E e E C R V a V R R R R R R R V V I R R V V I R b c r I I β β − − − − ⋅ ⋅ = = = + + ⋅ ⋅ = = = + + − − = ⋅ = ⋅ = + ⋅ + ⋅ = − ⋅ = − ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = = = = ⋅ ( ) ( ) , 1 2 , 1 2 , 146,07 Ω 3 12 200 0,14607 50 50 1,62 kΩ 2 3 12 0,14607 50 151 Ω 200 50 0,997 50 0.14607 )Voir figure 4 ) 50 0,997 0,1 i e E L S o e E E vnl E e o i L vnl S o L i S Z R R r R R R R R Z r R R A R r d e v Z R A v Z R Z R β β = ⋅ + = ⋅ + = ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = + = + = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ uploads/s3/ devoir-solution.pdf