Electronique analogique(ING229-A)
| Nom du Cours | Semestre du Cours | Cours Théoriques | Travaux Dirigés (TD) | Travaux Pratiques (TP) | Crédit du Cours | ECTS | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ING229-A | Electronique analogique | 3 | 2 | 2 | 2 | 4 | 7 |
| Cours Pré-Requis | |
| Conditions d'Admission au Cours |
| Langue du Cours | Français |
| Type de Cours | Obligatoire |
| Niveau du Cours | Licence |
| Enseignant(s) du Cours | Erden TUĞCU etugcu@gsu.edu.tr (Email) |
| Assistant(e)s du Cours | Timoteos Onur ÖZÇELİK tozcelik@gsu.edu.tr (Email) |
| Objectif du Cours | L'objectif principal de ce cours est de doter les étudiants d'une vision d'ingénierie globale, allant de la théorie fondamentale des circuits à la physique des composants semi-conducteurs et à la conception de systèmes électroniques analogiques modernes. Commençant par l'analyse du comportement des circuits composés d'éléments passifs (résistances, condensateurs, bobines/inductances) dans les domaines temporel et fréquentiel (régimes transitoires, analyse sinusoïdale, filtres), le cours vise une compréhension approfondie des principes de fonctionnement des composants semi-conducteurs actifs tels que les diodes, les transistors et les amplificateurs opérationnels (Ampli-Op). Il a pour but de permettre aux étudiants d'acquérir la compétence de modéliser, analyser et concevoir des circuits redresseurs, amplificateurs, filtres actifs/passifs et régulateurs avec une approche mathématique, afin de traiter des signaux continus (analogiques) du monde réel. |
| Contenus |
1. Rappels : Circuits Électriques : Circuits à Courant Continu • Intensité du courant, densité de courant et résistance (Loi d'Ohm) • Force électromotrice (f.é.m.) et tension • Lois de Kirchhoff (Loi des nœuds et des mailles) • Théorèmes de Thévenin et de Norton 2. Régimes Transitoires • Circuits du premier et du second ordre (RC, RL et RLC) • Courbes de charge/décharge et concept de constante de temps • Réponses indicielle (échelon) et impulsionnelle des circuits 3. Courant Alternatif et Régime Sinusoïdal • Nombres complexes et concept de phaseur (représentation de Fresnel) • Impédance et admittance • Puissance en courant alternatif (Puissance active, réactive, apparente et facteur de puissance) • Résonance série et parallèle dans les circuits RLC 4. Réponse en Fréquence et Filtres • Concept de fonction de transfert • Diagrammes de Bode (Tracé et lecture des courbes de gain et de phase) • Topologies de filtres passifs : Filtres passe-bas, passe-haut, passe-bande et coupe-bande • Calculs de fréquence de coupure et de bande passante 5. Fondements de la Physique des Semi-conducteurs • Structures de bandes d'énergie des conducteurs, isolants et semi-conducteurs • Semi-conducteurs intrinsèques et concept électron-trou • Dopage de type P et de type N • Jonction P-N et formation de la zone de déplétion (zone d'appauvrissement) 6. Diodes et Applications • Caractéristiques des diodes idéales et réelles (Courant-Tension, courbe I-V) • Circuits redresseurs : Redresseurs simple alternance et double alternance (pont) • Réduction de la tension d'ondulation (ripple) avec condensateur de filtrage • Diodes Zener et régulation de tension • Circuits écrêteurs, limiteurs (verrouilleurs) et LED 7. Transistors • Transistors Bipolaires à Jonction (TBJ) : Structures NPN et PNP • Régions de fonctionnement du TBJ (Blocage, Saturation, Région active) • Circuits de polarisation du TBJ et droite de charge statique (DC) • Logique du transistor comme commutateur et amplificateur • Introduction aux Transistors à Effet de Champ (FET/MOSFET) 8. Amplificateurs Opérationnels (Ampli-Op) • Caractéristiques de l'Ampli-Op idéal et circuit équivalent • Principe de contre-réaction (rétroaction négative) et court-circuit virtuel • Configurations de base de l'Ampli-Op : Amplificateurs inverseur et non-inverseur • Circuits additionneur, soustracteur et suiveur de tension (buffer) • Circuits intégrateur et dérivateur (Équivalent électronique des opérations mathématiques) |
| Acquis d'Apprentissage du Cours |
• 1 : Analyser mathématiquement le comportement des circuits RLC en régime transitoire (domaine temporel) et en régime sinusoïdal (domaine fréquentiel). • 2 : Dériver les fonctions de transfert des topologies de filtres passifs et interpréter les réponses en fréquence des systèmes en traçant et en lisant des diagrammes de Bode. • 3 : Expliquer le comportement physique de la jonction P-N en comparant les structures des bandes d'énergie des conducteurs, isolants et semi-conducteurs. • 4 : Analyser et concevoir des circuits redresseurs, des filtres de lissage (ondulation) et des circuits de régulation de tension en utilisant des modèles de diodes idéales et réelles. • 5 : Déterminer les régions de fonctionnement des transistors bipolaires à jonction (BJT) ; modéliser les circuits amplificateurs de base en effectuant des opérations de polarisation sur la droite de charge en courant continu. • 6 : Concevoir des circuits de traitement de signaux analogiques (additionneur, soustracteur, dérivateur et intégrateur) en utilisant les caractéristiques de l'amplificateur opérationnel (Ampli-Op) idéal et le principe de contre-réaction (rétroaction négative). |
| Méthodes d'Enseignement |
Dans ce cours, le modèle de la « Classe Inversée » (Flipped Classroom) et des stratégies d'apprentissage actif sont mis en œuvre afin de maximiser les compétences de conception et d'analyse de circuits des étudiants. • Application de la Classe Inversée : Le transfert traditionnel des connaissances théoriques a été déplacé en dehors des heures de cours. Il est attendu des étudiants qu'ils viennent en classe préparés en ayant étudié les notes de cours et les supports d'analyse de circuits partagés sur la plateforme d'apprentissage (Moodle/Teams) avant chaque séance. • Apprentissage Actif en Classe : L'environnement de la classe est utilisé comme un « atelier de conception interactif » où les topologies de circuits et les composants semi-conducteurs préalablement étudiés sont discutés en profondeur, et où les problèmes complexes d'ingénierie sont résolus. • Présentation Numérique Dynamique : Les cours sont dispensés à l'aide d'applications de tableau blanc numérique interactif telles que des tablettes et OpenBoard. Le tracé de schémas électriques complexes, les analyses de la droite de charge en courant continu, les diagrammes de Bode et les boucles de rétroaction des Ampli-Op sont construits en temps réel sur le tableau en interaction avec les étudiants. • Apprentissage par les Pairs (Peer Instruction) : En posant des questions d'orientation en classe, les étudiants sont encouragés à débattre entre eux du comportement des éléments non linéaires (diodes, transistors) dans les circuits et à parvenir au bon modèle analytique. • Modélisation d'Ingénierie du Monde Réel : Les calculs théoriques sont concrétisés en les associant à des exemples tirés directement d'applications électroniques industrielles, tels que les alimentations redresseuses, les amplificateurs audio et les filtres actifs. |
| Ressources |
Notes de cours et Travaux Dirigés Plateformes d'apprentissage Moodle / Teams |
Intitulés des Sujets Théoriques
| Semaine | Intitulés des Sujets |
|---|
Intitulés des Sujets Pratiques
| Semaine | Intitulés des Sujets |
|---|
Contribution à la Note Finale
| Numéro | Frais de Scolarité | |
|---|---|---|
| Contribution du contrôle continu à la note finale | 0 | 50 |
| Contribution de l'examen final à la note finale | 0 | 50 |
| Toplam | 0 | 100 |
Contrôle Continu
| Numéro | Frais de Scolarité | |
|---|---|---|
| Devoir | 0 | 0 |
| Présentation | 0 | 0 |
| Examen partiel (temps de préparation inclu) | 0 | 30 |
| Projet | 0 | 0 |
| Travail de laboratoire | 0 | 20 |
| Autres travaux pratiques | 0 | 0 |
| Quiz | 0 | 0 |
| Devoir/projet de session | 0 | 0 |
| Portefeuille | 0 | 0 |
| Rapport | 0 | 0 |
| Journal d'apprentissage | 0 | 0 |
| Mémoire/projet de fin d'études | 0 | 0 |
| Séminaire | 0 | 0 |
| Autre | 0 | 0 |
| Make-up | 0 | 0 |
| Toplam | 0 | 50 |
| No | Objectifs Pédagogiques du Programme | Contribiton | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Matematik, fizik ve mühendislik bilimlerine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, mühendislik problemlerinin modellenmesi ve çözümünde kullanabilme becerisi. | |||||
| 2 | Karmaşık bilgisayar mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. | |||||
| 3 | Yazılımsal veya donanımsal karmaşık bir sistemi, süreci veya donanımı gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | |||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | |||||
| 5 | Analitik düşünce ile bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz etme, modelleme, deney tasarlama ve yapma, veri toplama, çözüm algoritmaları üretebilme, uygulamaya alma ve geliştirme becerileri. | |||||
| 6 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. | |||||
| 7 | Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az iki yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, yazılım ve donanım tasarımını, gerekirse teknik resim metotları kullanarak raporlayabilme, etkin sunum yapabilme becerisi. | |||||
| 8 | Bilgiye erişebilme ve bu amaçla kaynak araştırması yapabilme, veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanabilme becerisi | |||||
| 9 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; kendini sürekli yenileme becerisi. | |||||
| 10 | Mesleki etik ilkelerine uygun davranma, mesleki sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. | |||||
| 11 | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. | |||||
| Activités | Nombre | Durée | Charge totale de Travail |
|---|---|---|---|
| Durée du cours | 14 | 4 | 56 |
| Préparation pour le cours | 14 | 3 | 42 |
| Examen partiel (temps de préparation inclu) | 2 | 12 | 24 |
| Laboratoire | 14 | 2 | 28 |
| Examen final (temps de préparation inclu) | 1 | 14 | 14 |
| Charge totale de Travail | 164 | ||
| Charge totale de Travail / 25 | 6.56 | ||
| Crédits ECTS | 7 | ||