Objectifs (en termes de compétences)

Ce cours comprend 2 parties :

1. Dispositifs et circuits électroniques :
- comprendre - et prévoir - le comportement de dispositifs à semi-conducteurs
- en établir des modèles

2. Electromagnétisme :
- mettre en équation et calculer les champs électrostatique et magnétostatique pour des structures variées de conducteurs et de charges
- appliquer les équations de Maxwell et leurs conditions limites à la résolution des problèmes électromagnétiques
- calculer le circuit équivalent (R, L, C) d'une structure tridimensionnelle soumise à un champ électromagnétique
- calculer les paramètres fondamentaux des lignes de transmission, avec et sans perte
- définir et utiliser les notions de facteur de réflexion et de taux d'ondes stationnaires, ainsi que de l'abaque de Smith
- calculer les transitoires sur les lignes de transmission sans pertes
- mettre en équation et calculer les champs électrostatique et magnétostatique pour des stuctures variées de conducteurs et de charges
- appliquer les équations de Maxwell et leurs conditions limites à la résolution des problèmes électromagnétiques
- calculer le circuit équivalent (R, L, C) d'une structure tridimensionnelle soumise à un champ électomagnétique
- de calculer les paramètres fondamentaux des lignes de transmission, avec et sans pertes
- de définir et d'utiliser les notions de facteur de réflexion et de taux d'ondes stationnaires, ainsi que de l'abaque de Smith
- de calculer les transitoires sur les lignes de transmission sans pertes

Objet de l'activité (principaux thèmes à aborder)

Voir résumé

Résumé : Contenu et Méthodes

1. Dispositifs et circuits électroniques :
a) principes de la conductivité :
solides et semi-conducteurs, dopage - effet du potentiel, de la température, de la lumière - équation de Poisson et bases de l'équation du courant
b) analyse de la jonction PN :
potentiel interne - calcul du courant statique, comportement dynamique, limites du comportement - modèles et utilisation (photodiode)
c) technologie :
matériau de base - techniques de photogravure et étapes technologiques - réalisation d'éléments de circuit
d) analyse de dispositifs électroniques :
deux transistors sont analysés, pour en déduire leurs propriétés d'amplification et de commutation, le bipolaire à jonction et le MOS. Pour chacun d'eux, les points suivants sont considérés :
- structure physique et principes
- analyse statique des différents régimes de fonctionnement, limites des hypothèses
- comportement dynamique
- modèles et exemples d'utilisation
e) circuits intégrés :
principes des technologies bipolaire et MOS, paramètres critiques et limites, comparaison - complexité et vérification (tests)

2. Electromagnétisme
- équations stationnaires des champs dans le vide : électrostatique, magnétostatique
- milieux matériels : matériaux électriques, matériaux magnétiques
- équations de Maxwell
- éléments de circuits : liaisons avec circuits, effets de peau, courants de Foucault, circuits magnétiques, limitations physiques de la théorie des circuits localisés
- équations fondamentales des lignes en régime harmonique, tension, courant et impédance de ligne, facteur de réflexion et taux d'ondes stationnaires
- construction et utilisation de l'abaque de Smith
- méthodes d'adaptation des lignes
- calcul des transitoires sur les lignes de transmission

Autres informations (Pré-requis, Evaluation, Support, ...)

Prérequis :
Cours de BAC11 et 12 Ingénieur Civil

Support pédagogique :
1. Dispositifs et circuits électroniques :
La copie des notes de cours et les transparents servant à l'exposé sont disponibles sur le site http://www.icampus.ucl.ac.be/ELEC2755

2. Electromagnétisme
"Electromagnétisme, champs, circuits", A. Vander Vorst, De Boeck

Mode d'évaluation :
Examen

Autres crédits de l'activité dans les programmes