electronique

Pages: 19 (3069 mots) Publié le: 1 septembre 2015
Technologie digitale
Eduardo Sanchez

Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Electricité et électronique

 On peut voir l'électricité comme des ensembles d'électrons se
déplaçant d'un point à un autre
 L'électronique est la science du contrôle de ces ensembles
d'électrons
 Le contrôle le plus simple est fourni par un interrupteur
mécanique

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Interrupteurs
électro-aimant

courant Y

courant X

ressort
transistor MOS

voltage X

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courant Y

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 Un interrupteur possède deux signaux binaires, un en entrée et
un autre en sortie
entrée X

sortie Z
 On utilise généralement les digits binaires 0 et 1 pour nommer les
valeurs possibles des signaux, avec 0 pourl’état inactif (off) et 1
pour l'état actif (on)

ouvert avec X=0
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ouvert avec X=1

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 Il est possible de faire des ordinateurs à l'aide des interrupteurs,
de n'importe quel type
 L'ordinateur Harvard Mark 1, construit entre 1939 et 1944, utilisait
des interrupteurs électromécaniques
 Le principal défaut de ce type d'interrupteursest la vitesse: ils
peuvent changer d'état seulement un petit nombre de fois par
seconde
 Le Harvard Mark 1 prenait 6 secondes pour multiplier deux
nombres

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Circuits complémentaires
 Un point de sortie est toujours connecté à la valeur 0 ou à la
valeur 1 (jamais aux deux), quelles que soient les valeurs des
entrées
X1 X2 ••• Xn•••

circuit pull-up
1

C
Z

0
C

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circuit pull-down

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Portes logiques à interrupteurs
1

X

1

1

Z

X

Z
Z
X1

0

0

inverseur

buffer
X

X2
Z

nand

0

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Implémentation électronique
 Les valeurs 0 et 1 correspondent à deux valeurs de tension:
VH et VL (VH > VL)
Logique positive:
• 0 = VL
• 1 = VH

 Logique négative
• 0 = VH
• 1 = VL

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Les semiconducteurs
 Les semiconducteurs sont des matériaux qui peuvent se
comporter comme des conducteurs ou comme des isolants
 Le silicium est le plus connu des semiconducteurs
 Un cristal pur de silicium est un isolant. Mais il devient
conducteuren lui ajoutant des impuretés (doping)

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 Les atomes de boron peuvent recevoir facilement un électron:
c'est des récepteurs (silicium de type P)
 Les atomes de phosphore peuvent libérer facilement un électron:
c'est des donneurs (silicium de type N)
 Une pièce de silicium avec une partie P et une partie N peut
conduirel'électricité seulement dans un sens: c'est une diode

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Les transistors
 Un dispositif plus complexe est le transistor, avec une région
région de silicium placée entre deux autres de type différent

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 Entre le collecteur et l'émetteur, le transistor peut être vu commedeux diodes connectées dos à dos: il ne devrait donc pas y avoir
de courant entre ces deux points
 Mais si un voltage est appliqué à la base du transistor, un courant
peut circuler entre le collecteur et l'émetteur
 Un transistor peut donc se comporter comme un interrupteur,
avec la base comme point de contrôle

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Transistor MOS(Metal-Oxide Semiconductor)
 NMOS:

drain
gate
source

Vgs>0
Vgs=0

le transistor se comporte comme un
interrupteur fermé (courant entre drain et source)
le transistor se comporte comme un
interrupteur ouvert (pas de courant entre drain
et source)
Eduardo Sanchez
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Page 13

 PMOS:
drain
gate
source

Vgs<0
Vgs=0

Page 14

le transistor se...
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