Département de Physique  
Faculté des Sciences Dhar Mahraz  
Université Sidi Mohamed Ben Abdallah  
Electronique Analogique  
Pr Abdelilah RJEB  
Année universitaire : 2020/2021  
SOMMAIRE  
►
►
►
►
►
Rappels des bases d’Electronique  
Transistor bipolaire et TEC en régime statique  
Transistor bipolaire et TEC en régime dynamique  
Amplificateur opérationnel et applications  
Oscillateurs et Multivibrateurs  
Chapitre I :  
Rappels des bases d’Electronique  
Rappels des bases d’Electronique  
. Introduction  
1
L’Electronique est le domaine de la physique appliquée qui  
exploite les variations de grandeurs électriques (I, V ) pour  
capter, amplifier ou transformer des informations électriques.  
On distingue deux types d’électronique:  
►
L’électronique analogique est l’étude des  
variations continues des grandeurs électriques  
I,V). Tous les niveaux sont détectables.  
(
4
►
L’électronique numérique est l’étude des  
variations discontinues des grandeurs  
électriques (I,V).Le signal est vrai ou faux (0,1).  
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5
Les transformations d’un signal  
analogique en signal numérique et  
inversement se font par des  
convertisseurs CAN et CNA.  
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6
•Quelques applications d’électronique  
Instrumentation  
Robotique  
Communications  
Multimédia  
Systèmes informatiques  
Cartes mémoires  
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…
7
I-1 Généralités  
Tout système électronique est alimenté à  
l’entrée soit par un générateur de tension ou  
générateur de courant.  
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Z ●A  
●A  
●B  
I
Z
E
●B  
Générateur de tensionGénérateurdecourant  
Model de TheveninModeldeNorton  
8
-
-
Générateur de tension continue CC  
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E=1.5V, 3V,4.5V,9V…  
Exemples : batterie, piles  
E
U=+E  
E
Générateur detension (alternatif)AC  
On distingue trois types d’ondes alternatives  
9
Onde triangulaire  
Onde carrée  
Onde sinusoïdale  
Un système électronique est un ensemble de  
composants (R,C, diodes, Tr, AOP, …)quiagissent  
par amplification ou transformation, sur les courants et  
les tensions électriques.  
Système  
(Source)  
(
Ie, Ve,Ze)  
(Is, Vs, Zs)  
On a quatre sources de systèmes électroniques:  
Amplification :STCT,SCCC,  
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Transformation :STCC,SCCT  
Exemple: STCC  
Source Sdetension TcommandéCp1a0r  
courant I  
Exemple:  
SCCT Source de courant (Is) commandé  
par tension (Ve)  
SCCT appelé transadmitance Ay ou Gy=I/V  
SCCT  
Is  
Ze  
Gy Ve  
Ve  
Zs  
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I-2 Régime linéaire et régime non linéaire  
On distingue deux régimes de fonctionnement  
d’électronique:  
►Régime linéaire(RL):  
La sortie du système électronique varie linéairement  
avec l’entré ( exemple pour un transistor:Ic=bIb)  
►Régime non linéaire (RNL):  
La sortie du système électronique est saturée.  
Ce régime est appelé régime de saturation, régime de  
commutation, régime de basculement  
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(exemple: Tr bloqué ou saturé)  
Sortie  
RL  
Régime de saturation  
RNL  
Entrée  
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13  
I-3 : Théorèmes fondamentaux  
►
►
►
►
►
Diviseur de tension  
Théorème de Thévenin  
Théorème de Norton  
Théorème de Milleman  
Théorème de superposition  
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1
) Diviseur de tension  
Le diviseur de tension permet, en électronique de  
réduire ou prendre une partie de la tension.  
On mesure une tension au borne d’une  
résistance en série avec d’autres résistances.  
U
1
I
R1  
n
U2  
R2  
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E Ui  
E
R3  
i1  
U3  
R
1
E
R3 E  
R2 E  
RR3  
U1 R1  
R  
2
R  
3
U3 R1  
R2R3  
U2 R1  
2
15  
,
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16  
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2
) Théorème de Thevenin.  
Tout réseau électrique, entre deux points AetB, peut être remplacé par uncircuit  
contenant un générateur de tension Eth en série avec une impédance Zth.  
Eth=(VA–VB)i=0  
(tension en circuit ouvert) i=0  
L’impédance Zth est obtenue en remplaçant :  
les générateurs de tension remplacé par un fil (E=0).  
les générateurs de courant coupé par un circuit ouvert (I=0)  
Zth  
●A  
● A  
Z
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Éléments  
actifs et passifs  
Z
≡
Eth  
● B  
●B  
Exemple 1: Déterminer la tension VR par application de théorèmede  
Thevenin Premièreméthode parthevenin  
A
R
th  
●A  
●
R
R1  
R2  
VR  
≡
R
VR  
Eth  
VR=R Eth / R + Rth  
Diviseur de tension  
E
●
●B  
B
A
B
●
●
R1  
R2  
R1R2  
R1 +R2  
Rth =R1//R2= 
Calcul de Rth  
A
I
●
R2E  
R1 +R2  
Calcul deEth: Eth= 
R1  
R2  
Eth  
VR=R R2E / RR1 + RR2 +R1R  
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VR =RIR  
IR=R2E / RR1 + RR2 +R1R  
E
●
B
Deuxième méthode par Thevenin  
A
Rth  
●A  
●
R
R1  
R2  
VR  
≡
VR  
Eth  
R2 VR=REth /R +Rth  
Diviseur de tension  
E
●
●B  
B
A
B
●
●
R1R  
R1  
R
Rth =R1//R=R1+R  
Calcul de Rth  
A
I
●
R E  
R1 +R  
Calcul deEth: Eth= 
R1  
R
Eth  
VR=R R2E / RR1 + RR2 +R1R2  
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E
●
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B
Exemple 1 : Déterminer la tension VR par application de Thevenin  
Troisième méthode  
A
R1  
●
A
●
VR  
R
R1  
R2  
≡
E
VR  
R//R2  
E
●
●B  
B
VR =(R//R2) E/R1+(R//R2)  
Diviseur de tension  
R R2  
R +R2  
R //R2= 
VR =R R2E /RR1+RR2+R1R2  
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Exemple 2 :  
Quel est le réseau équivalent de Thevenin entre les points A et B de la figure suivante ?  
C
A
Z
Z
●
●
Z
E
Z
Z
Z
●
●
D
B
Appliquons le théorème de Thevein entre les points C et D  
Z
Z
● C  
Z
Z
● C  
Z
E
Z
E
Eth1  
Z
Eth1 =VC-VD  
≡
Z
●
D
●
D
Z
E
Z
th1 Z//Z Z Z3  
2
Z
2
E
th1  
Z Z E 2  
Z
C
A
Zth1  
●
Z
●
Eth1  
Z
Z
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●
●
B
D
Appliquons le théorème de Thevenin entre les points A et B  
C
A
Zth1  
●
Z
●
Eth1  
Z
Z
●
●
B
D
3
Z.Z  
2
Zth (Zth1//Z) Z 3  
Z 35Z 53 Z Z 85Z  
Z
2
2Z   
Z
Z
Z
Z E2ZEE  
. .  
E
th ZthZ .Eth1 3  
2Z   
1
2 5Z25  
Z
Calcul du courant I qui circule entre les points A et B  
A
E
Zth  
●
I
I Z Eth  
E
5
5Z   
th  
Z 8  
13Z  
Eth  
Z
Z
●
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B
3
) Théorème de Norton.  
Le théorème de Norton comme celui de Thevenin permet de réduire  
n’importe quel circuit à une source de courant INenparallèle àune  
impédance ZN.  
ZN =Zth  
IN estle courant de court circuit de la brancheconcernée.  
A
●
A
Éléments  
actifs et passifs  
IN  
INort  
ZN  
● B  
●B  
Équivalence entre le réseau de Thevenin et celui de Norton  
Zth  
●A  
● A  
≡
IN  
ZN  
Eth  
●
B
●B  
E
th  
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IN  
ZN =Zth  
Zth  
4
) Théorème de Milleman  
Utilisé pour mesurer la tension au borne deplusieurs  
branches en //  
E1  
R1  
n
E2  
Ei  
Ri  
1
R2  
● B  
A ●  
i1  
n
≡
UAB   
En  
Ri  
i1  
Rn  
Exemple àdeuxbranches  
E
1
1   
E
2
R1  
R2  
2 R  
2E1  
R1E2  
U R1  
R
U
1
R1  
R  
2
R  
2
E1  
E2  
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R
1
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5
) ThéorèmedeES1uperposition.  
R
1
E2  
R2  
● B  
A ●  
En  
Rn  
R
IR  
IR  
IE1(Ei0,i 1) IE2(Ei0,i 2)....IEN(Ei0,i N)  
La réponse d’un montage à plusieurs excitations  
agissantes simultanément est la somme de la réponse de  
chaque excitation agissante seule.  
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I-4 : Les quadripôles  
) Description des quadripôles  
1
I2  
I2  
I1  
I1  
V2  
V1  
V2  
V1  
2
) Paramètres caractéristiques d’un quadripôle  
a) Matrice impédance  
V1 =z11I1+z12I2  
V2 =z21I1+z22I2  
V
1
z
11  
21  
z
12  
22  
I1  
   
   
   
   
   
   
V
2
z
z
I2  
   
   
I1  
I2  
z11  
z22  
+
-
+
-
z12I2  
z21I1  
V2  
V1  
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b) Matrice admittance  
I1 =y11V1+y12V2  
I2 =y21V1+y22V2  
I
1
y
11  
y
12  
V1  
   
   
   
   
   
   
y22  
   
I2  
y21  
V2  
   
I2  
I1  
y22  
V2  
y11  
V1  
y12V2  
y21V1  
c) Matrice hybride type h  
V
1
 h11  
h
12 I1  
   
   
V1 =h11I1+h12V2  
I2 =h21I1+h22V2  
   
   
I
2
h21  
h22  
V2  
   
   
I2  
I1  
h11  
h22  
V2  
h12V2  
V1  
h21I1  
I-5 : Fonction de transfert et  
diagramme de Bode  
) Fonction de transfert  
1
2
I1  
I
2
F(jω) SS0e((jjωω))  
V1  
V2  
) Digramme de Bode  
Le diagramme de Bode est souvent représentée par le tracé de deux courbes :  
La variation de l’amplitude de la fonction de transfert F(jw) en fonction de la  
fréquence.  
La variation de la phase (argument de F(jw)) en fonction de la fréquence.  
Le tracé de ces deux courbesest réalisésur un papier semi-logarithmique, l’axedes  
ordonnées comporte une échelle linéaire, celui des abscisses est divisé  
logarithmiquement en décibels (dB).  
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3
) Amplitude en décibels  
L’amplitude en décibel est donnée par la relation suivante :  
FdB =20Log10|F(jw)|  
2
2
Si F(jw)=a + jbalors  
FdB 20Log10  
a b  
La phase est donnée par :  
=Arg F(jw)=Arg (a + jb)=Arctg(b/a)  
4
) Fréquences de coupure  
L. afréquencedecoupureestla fréquencepourlaquellelegainestégalaumoduledu  
gain maximum en bande passante divisé par  
2
G(f ) G  
c
max  
GdB(fc)=|Fmax|dB–3dB  
2
|
Gmax|dB  
|
Gmax|dB –3dB  
FCB :fréquencede coupurebasse  
FCH :fréquencede coupurehaute  
Bande passate  
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fCB  
fCH  
5
) Bande passante  
BP=Df=fCH–fCBestla bandepassante à 3dB deGmax  
6
) Facteur de qualité  
Q=Df . GBP  
7
) Définition de l’octave et de la décade  
décade  
octave  
w0 2w0  
10w0  
Log(w)  
Une octaveest l’intervalle correspondant à un doublement dela fréquence, passagede  
w à 2w.  
Une décade est l’intervalle correspondant à une multiplicationpar 10 de lafréquence,  
passage de w à 10w.  
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8
) Etude des quelques fonctions particulières  
a) Etuded’une constante F1(jw)=K(K0).  
F1dB =20Log|K|  
Si |K| < 1 -1<K < 1F1dB<0  
Si |K| > 1 K> 1ouK < -1F1dB>0  
F1dB  
F1dB  
2
0LogK  
|
K | <1  
|
K | >1  
2
0LogK  
1  
=Arg K=Arctg (0/K)  
Si K> 0 1=0  
Si K< 0 1=-pparconvention  
1  
1  
K < 0  
K > 0  
-
p
0
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b) EtudedelafonctionF2(j(w))=1jww  
0
Amplitude  
2
ω
F2dB 10Log1(ω0)  
w <<w0F2dB0  
w >>w0F2dB20Log(w/w0)=20Logw –20Logw0  
(la fonction F2dBestunedroitedepente 20dB pardécade).  
w =w0F2dB=3dB  
Pour w =10w0F2dB=20dB. On dit que la pente est de20dBpar  
décade.  
F2dB  
Pente de 20dB/décade  
ou de 6dB/octave  
2
0dB  
dB  
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3
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w0  
10w0  
Log(w)  
Phase  
2  
=Arg F2(jw)=Arctg (w/w0)  
w << w02=Arctg (0)=0 (est une asymptotehorizontale).  
w >> w02=Arctg ()=(p/2) (est une asymptotehorizontale).  
w =w02=Arctg (1)=(p/4).  
2  
p
2
p
4
1
jωω  
c) Etudela fonction F3 (jw)   
0
w0  
Log(w)  
1
Amplitude  
0
Phase  
2
1
w   
F3dB -20Log1(ww)-F2dB  
3 ArgF3 (jw) Arctg  
w - Arg1j-2  
w
0
0
1
jw  
0
3  
F3dB  
w0  
10w0  
Log(w)  
w0  
0
Log(w)  
-
3dB  
p
-
20dB  
4
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p
2
d) Etudedela fonctionF(j(w))=jww  
1
ω
et de la fonction F5 (jw)   
4
0
j
ω
0
Amplitude  
F4dB =20Log(w/w0)=20Logw –20Logw0  
(une droite de pente 20dB/décade passant par w0).  
F5dB =-20Log(w/w0)=-F4dB(unedroitede pente-20dB/décadepassant parw0).  
2
0dB/décade F4dB  
w0  
Log(w)  
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F5dB  
-20dB/décade  
Phase  
4  
5  
=Arg F4(jw)=Arctg ((w/w0)/0)=Arctg ()=p/2(une constante qui passe par p/2)  
=ArgF5(jw)=-4=-p/2(uneconstantequi passe par-p/2)  
4  
p
2
0
Log(w)  
5  
p  
2
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9
) Application à quelques filtres  
a) Filtre passe bas  
R
C
Vs  
Ve  
Vs  
ZC  
G(jw)   
Ve ZCR  
1
jCw  
1
1
1
1
G(jw)   
R 1  
jRCw  
avec w0  
w
RC  
jCw   
1jw  
0
GdB  
w0  
-20  
dB/déc  
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ade  
b) Filtre passe haut.  
C
R
Ve  
Vs  
G(jw) Vs  
R
1
R
jRCw  
Ve RZc  
1jRCw  
R
jCw   
w
j
w
0
1
1jww  
1
w
0
G(jw)   
w jw  
x
avec w0  
RC  
1
jw  
0
0
AdB  
GdB  
w0  
ade  
20dB/déc  
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BdB