{"id":138,"date":"2017-12-16T21:31:10","date_gmt":"2017-12-16T20:31:10","guid":{"rendered":"http:\/\/pbelaire.free.fr\/wordpress\/?page_id=138"},"modified":"2017-12-16T21:31:10","modified_gmt":"2017-12-16T20:31:10","slug":"lelectronique","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/lelectronique\/","title":{"rendered":"L’\u00e9lectronique"},"content":{"rendered":"

D\u00e9finition<\/span><\/p>\n

On peut d\u00e9finir l’\u00e9lectronique<\/strong>, de mani\u00e8re tr\u00e8s g\u00e9n\u00e9rale, comme l’ensemble des techniques qui utilisent des\u00a0variations de grandeurs \u00e9lectriques (en g\u00e9n\u00e9ral, de tr\u00e8s petites grandeurs!) pour capter et transmettre l’information<\/em>.<\/span><\/p>\n

\"traitement<\/span><\/p>\n

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Le synoptique ci-dessus montre les principales \u00e9tapes du processus de traitement et de transmission d’une information sonore, depuis la note de musique \u00e9mise par un instrument jusqu’\u00e0 celle entendue par l’auditeur d’un concert ou d’un disque.<\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

Un exemple tr\u00e8s simple de variation de grandeur \u00e9lectrique est le passage d’un courant dans une DEL, d\u00e8s lors que la tension de seuil de cette DEL est atteinte ou d\u00e9pass\u00e9e. Il en r\u00e9sulte ce qu’on peut consid\u00e9rer comme une information, \u00e0 savoir l’allumage de la DEL.<\/span>
\nL’extinction de la DEL, par suite d’une tension d’alimentation insuffisante, constitue d’ailleurs une autre information…<\/span>
\nAutre exemple: la tension (grandeur \u00e9lectrique) disponible aux bornes d’un capteur de temp\u00e9rature \u00e9volue en fonction de la temp\u00e9rature \u00e0 laquelle cette sonde est soumise. Chacune des valeurs obtenues correspond \u00e0 une information, qui est ensuite traduite en degr\u00e9s centigrade.<\/span>
\nIl appartient naturellement au concepteur du montage de d\u00e9terminer la signification exacte de chacune de ces informations et de la rendre ais\u00e9ment exploitable par l’utilisateur final. Ainsi, l’allumage d’une DEL de visualisation pourra signifier: \u00ab\u00a0appareil sous tension\u00a0\u00bb, ou encore correspondre \u00e0 une information telle que: \u00ab\u00a0DEL rouge = 20\u00b0C\u00a0\u00bb.<\/span>
\nCes exemples tr\u00e8s simples, voire simplistes, illustrent l’importance de la notion d’information<\/em>.<\/span>
\nUne autre notion importante concerne la \u00ab\u00a0taille\u00a0\u00bb des signaux trait\u00e9s en \u00e9lectronique. Tr\u00e8s souvent, le montage est aliment\u00e9 en\u00a0r\u00e9gime continu<\/em>\u00a0sous basse tension (de l’ordre de 5 \u00e0 10 volts, pour donner un ordre d’id\u00e9e). On applique ensuite un\u00a0signal alternatif<\/em>\u00a0\u00e0 l’entr\u00e9e de ce montage (pour l’amplifier, ou le comparer \u00e0 un autre signal, par exemple). D’une mani\u00e8re tr\u00e8s g\u00e9n\u00e9rale, et dans la plupart des cas (il y a donc des exceptions!), le signal alternatif est\u00a0de faible amplitude<\/em>\u00a0compar\u00e9 aux tensions continues n\u00e9cessaires au fonctionnement propre du montage. On parle alors de r\u00e9gime de\u00a0petits signaux<\/strong>.<\/span><\/p>\n

Le d\u00e9veloppement tr\u00e8s rapide de l’\u00e9lectronique, dans de multiples directions, a conduit \u00e0 une sp\u00e9cialisation sans cesse croissante des diff\u00e9rentes \u00ab\u00a0branches\u00a0\u00bb qui la composent: syst\u00e8mes de transmissions par voies hertziennes, informatique, robotique, domotique, int\u00e9gration dans les biens de consommation grand public (automobile, appareils \u00e9lectrom\u00e9nagers…), etc. Les composants \u00e9lectroniques sont d’ailleurs propos\u00e9s, tr\u00e8s souvent, en version \u00ab\u00a0grand public\u00a0\u00bb, industrielle (ou \u00ab\u00a0a\u00e9ronautique\u00a0\u00bb) et \u00ab\u00a0militaire\u00a0\u00bb, selon des crit\u00e8res de fiabilit\u00e9 et de tol\u00e9rance.<\/span><\/p><\/blockquote>\n

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Les semi-conducteurs<\/span>
\nL’\u00e9lectronique \u00ab\u00a0moderne\u00a0\u00bb a commenc\u00e9 de se d\u00e9velopper au tout d\u00e9but des ann\u00e9es 50, apr\u00e8s l’invention du transistor, puis des premiers circuits dits \u00ab\u00a0int\u00e9gr\u00e9s\u00a0\u00bb, ces circuits rassemblant plusieurs transistors sous un bo\u00eetier aussi petit que possible. Adieu, les grosses lampes et autres triodes! Cette v\u00e9ritable r\u00e9volution technologique, nous la devons aux\u00a0semi-conducteurs<\/strong>.<\/span><\/p>\n

\"circuits<\/span><\/p>\n

Les\u00a0semi-conducteurs<\/strong>, silicium et germanium pour l’essentiel, sont des corps qui, apr\u00e8s un traitement appel\u00e9 \u00ab\u00a0dopage\u00a0\u00bb, poss\u00e8dent la propri\u00e9t\u00e9 tr\u00e8s remarquable de se comporter comme des conducteurs \u00e9lectriques,\u00a0mais dans un seul sens<\/strong>.<\/span>
\nAu contraire d’un fil de cuivre, qui laisse indiff\u00e9remment passer un courant dans un sens ou dans l’autre, les semi-conducteurs sont polaris\u00e9s:\u00a0le courant ne peut les traverser que dans un sens pr\u00e9d\u00e9fini<\/strong>, selon leur dopage. Il devient donc possible de contr\u00f4ler tr\u00e8s finement les flux d’\u00e9lectrons.<\/span><\/p>\n

A titre documentaire, disons que\u00a0silicium<\/a><\/strong>\u00a0et\u00a0germanium<\/strong>\u00a0sont des corps qui, au niveau atomique, poss\u00e8dent 4 \u00e9lectrons de valence, \u00e9lectrons susceptibles de former des liaisons avec d’autres atomes. (Rappel: l’\u00e9lectron est une charge n\u00e9gative \u00e9l\u00e9mentaire.) L’atome de silicium, par exemple, met ses 4 \u00e9lectrons de valence en commun avec ceux de 4 autres atomes de silicium, de mani\u00e8re \u00e0 former un cristal, structure tr\u00e8s stable. Toutefois, l’\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour lib\u00e9rer quelques atomes n’est pas consid\u00e9rable, ce qui signifie qu’en \u00e9levant sa temp\u00e9rature on peut rendre le silicium conducteur, ou du moins augmenter sa conductibilit\u00e9. A noter que le silicium est beaucoup plus r\u00e9pandu, car beaucoup plus facile \u00e0 produire, que le germanium.<\/span><\/p><\/blockquote>\n

C’est en r\u00e9alit\u00e9 le\u00a0dopage<\/strong>, ou l’adjonction de ce qu’on appelle des \u00ab\u00a0impuret\u00e9s\u00a0\u00bb, en fait des atomes d’antimoine, de phosphore, d’arsenic, ou encore de bore, de gallium ou d’indium, dont la valence n’est pas la m\u00eame (elle de 5 ou de 3), qui d\u00e9termine le type de semi-conducteur, type N (n\u00e9gatif) dans un cas, type P (positif) dans l’autre, et qui dispense de cr\u00e9er une agitation thermique pour produire la conduction.<\/span>
\nEn effet, on obtient alors, pour le type N, des \u00e9lectrons libres exc\u00e9dentaires ou, pour le type P, des \u00ab\u00a0trous\u00a0\u00bb (d\u00e9ficit d’\u00e9lectrons, qu’on peut assimiler \u00e0 des charges positives), et on r\u00e9alise par l\u00e0 m\u00eame la condition essentielle au passage d’un courant, qui est un d\u00e9placement d’\u00e9lectrons.<\/span>
\nEn r\u00e9sum\u00e9, c’est en incorporant au cristal de silicium tels ou tels atomes que l’on d\u00e9termine le sens de conduction.<\/span>
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\nAvantages des composants \u00e0 semi-conducteurs<\/strong><\/span><\/i>
\nLes semi-conducteurs (pour simplifier: le silicium) ont permis la conception et la fabrication en tr\u00e8s grandes s\u00e9ries de composants que l’on appelle couramment \u00ab\u00a0\u00e9lectroniques\u00a0\u00bb: diodes, transistors, circuits int\u00e9gr\u00e9s… Nous les \u00e9tudierons plus loin. Par rapport aux composants qui \u00e9taient autrefois utilis\u00e9s, ils pr\u00e9sentent au moins trois avantages d\u00e9cisifs:<\/span><\/p>\n