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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Marc Paquet, Matthew Toews


PLAN DE COURS

Hiver 2023
GPA325 : Introduction à l'électronique (4 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7485, 7885
             
  Profils(s) : Informatique, Mecanique, Production  
             
    GPA220    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 25,0 % 25,0 % 50,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours

Au terme de ce cours, l’étudiant ou l'étudiante aura acquis des notions élémentaires d’électronique et de logique.

Électronique : semi-conducteurs, théorie des diodes, circuits à diodes, diodes spéciales, transistors bipolaires, circuits de polarisation d'un transistor, amplificateurs à émetteur commun, à collecteur commun et à base commune, transistors à effet de champ et circuits intégrés. Logique : circuits logiques de base, circuits numériques combinatoires, circuits et systèmes séquentiels et systèmes intégrés à très grande échelle.

Séances de laboratoire axées sur la concrétisation de la théorie vue au cours et l'utilisation de logiciels de simulation.




Objectifs du cours

Le cours permet à l’étudiant de :

  • Comprendre le fonctionnement de composants non linéaires et linéaires utilisés dans les circuits électroniques (diodes, transistors,..);
  • Utiliser les méthodes d’analyse et de conception des circuits avec des composants non linéaires;
  • Utiliser des composants électroniques dans des applications concrètes (blocs d’alimentation, amplificateurs à transistors,…);
  • Introduire à la logique booléenne, la logique combinatoire et la logique séquentielle;
  • Comprendre le fonctionnement de composants logiques (portes, bascules,…);
  • Utiliser des composants logiques dans des applications concrètes (horloges, séquenceurs, machines à états finis,…)



Stratégies pédagogiques

 

39           heures de cours magistral (enseignement théorique)

36           heures de laboratoire (projet de session)

5,5          heures de travail personnel par semaine

        

Pour atteindre les objectifs, l’étudiant devra, à chaque semaine, assister à un exposé théorique (3 h 30), travailler en laboratoire sur les composants électroniques et participer à des travaux dirigés autour de problèmes soumis pour vérifier et comprendre la théorie apprise. L’étudiant préparera soigneusement les séances de laboratoire et de travaux dirigés. Des exercices en devoir permettront de bien assimiler la matière du cours.

 




Utilisation d’appareils électroniques

 

Pour les quiz et les devoirs vous pourrez utiliser les appareils électroniques de votre choix.

Cependant uniquement la calculatrice T.I. sera permise lors de l’examen intra et l’examen final.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mardi 13:30 - 16:30 Laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Simon Lessard Activité de cours cc-simon.lessard@etsmtl.ca A-3754
01 Barbara Cokou Goudjo Laboratoire barbara-cokou.goudjo.1@ens.etsmtl.ca



Cours

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

1

9 janvier

13h30 - présence D-5025

Théorie des semi-conducteurs et diode

  • Théorie des semi-conducteurs
  • Diode

3

2 *

10 janvier

 13h30 - présence

Application des diodes et des diodes Zener

  • Circuits de redressement

3

3

16 janvier - Zoom

 

  • Diode Zener
  • Diode électroluminescente
  • Régulateur de tension à diode Zener

3

4

23 janvier - présence

Le transistor bipolaire

  • Fonctionnement
  • Polarisation

3

5

30 janvier - Zoom

Amplificateurs à transistors bipolaires : modèle faible signal

  • Condensateurs de couplage et de découplage
  • Modèles AC du transistor
  • Paramètres d’un amplificateur
  • Amplificateurs de tension

3

6

6 février - présence

  • Amplificateurs multi-étages

3

7

13 février - Zoom

Amplification de puissance

  • Montage émetteur suiveur
  • Darlington
  • Régulation de tension
  • Amplificateurs de puissance

3

8

20 février - présence

EXAMEN INTRA

3

9

6 mars - présence

Transistors à effet de champ

  • Fonctionnement
  • JFET
  • Polarisation du JFET

3

10

13 mars - Zoom

  • Amplification JFET
  • Applications

3

11

20 mars - présence

Logique combinatoire

  • Systèmes et bases de numérotation, codes
  • Circuits logiques : portes élémentaires, tables de vérité
  • Algèbre de Boole
  • Réduction de fonction au moyen de latable de Karnaugh
3

12

27 mars - Zoom

Logique séquentielle

  • Horloges
  • Bascules
  • Compteurs, registres à décalage
  • Séquenceurs, machines à états finis
3

13

3 avril - présence

Électronique numérique

  • Modes saturés /bloqués des transistors bipolaires et à effet de champ
  • États logiques et niveaux de tension
  • Familles DTL et TTL
  • Familles MOS et CMOS
3
  Total 39

* Le deuxième cours aura lieu le mardi 10 janvier 13h30 - 16h30




Laboratoires et travaux pratiques

Date

Description

Heures

 

Séances 1 à 4

 

17-24-31 janvier

et 7 février

Labo1 : Bloc d’alimentation

  • Circuits redresseurs : simple et double alternance
  • Filtrage capacitif
  • Régulateur shunt
  • Régulateur série

12

Séances 1 à 4

 

14-21 février

et 7-14 mars

Labo2 : Amplificateur multi-étages

  • Polarisation et amplification du transistor bipolaire et du JFET
  • Modèle c.a. des étages d’amplification : source commune, émetteur commun et émetteur suiveur (puissance, classe AB)
  • Paramètres des étages : Impédances d’entrée et de sortie, gain)
  • Amplificateurs multi-étages et amplificateurs de puissance

12

Séances 1 à 4

 

21-28 mars

et 4-11 avril

Labo3 : Logique séquentielle

  • Horloge 55 en base de temps et modulation de largeur d’impulsion
  • Compteur binaire 4-bits et décodeur BCD à 7-segments
  • Construction de la machine à états finis (MÉF)
  • Vérification de la MÉF avec moteur c.c.

12

 

Total

36




Utilisation d'outils d'ingénierie

 

Voir Moodle pour détails des laboratoires




Évaluation

Activité

Description

%

Date de remise

Travaux dirigés

 Sélection de problèmes en rapport avec la matière vue en  classe et de la séance de laboratoire

 

 

Laboratoires

 Labo 1 (8.3%), Labo2 (8.4%) et Labo 3 (8.3%)

25

(1)

Devoirs

 Devoir 1 (5%), Devoir 2 (5%) – Une copie par étudiant.

 Collaboration permise.

10

(2)

Quiz

 4 quiz (2.5% chacun)

10

À venir

Examens

 Intra : Matière des cours 1 à 7

30

20 février

 

 Final : Matière des cours 9 à 13

25

À venir

 

Note (1) :  Date de remise du rapport :  La semaine suivant la fin de la séance 4 de chaque laboratoire (Labo1, 2 et 3)

Note (2) :   Les dates exactes de remise des devoirs seront communiquées lors du premier cours.

 

Documentation permise :

Quiz : Toute documentation permise.

Intra: 3 feuilles de notes (recto-verso).

Final: Toute documentation permise.

Dans les trois cas, la calculatrice T.I. est permise.




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 20 février 2023



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Pour les devoirs et les rapports de laboratoire, une pénalité de 5 % par jour de retard est applicable.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Partie électronique :

MALVINO, A.P. et D.J. BATES (2016). Principes d’électronique, 8e éd., Dunod.

 

Laboratoires :

Cahier de laboratoires, (rév. 2013) - Document PDF en ligne sur le site du cours, révisé par Simon Lessard et Richard Macdonald pour simulateur CircuitLab, septembre 2012, 2013.

 

Documentation recommandée :

 

Partie logique :

FLOYD, T.L. (2000). Systèmes numériques : concepts et applications, 7e éd., Goulet.

 

Page web du cours : page moodle




Ouvrages de références
  • BOYLESTAD  et al. (2009). Electronic Devices and Circuit Theory, 10e  éd. Prentice Hall.
  • CATHEY, J.J. (2003). Circuits et systèmes électroniques, 2e  éd., Schaum’s, Dunod.
  • JAEGER, R.C. (1997). Microelectronic Circuit Design, McGraw-Hill.
  • MILLMAN. J. et A. GRABEL (1988). Micro-électronique, McGraw-Hill.
  • TOCCI, R.J. , N.S. WIDMER, MOSS, GREGORY L. (2007). Digital Systems: Principles and Applications, 10e éd., Pearson Prentice Hall.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Page web du cours : Site de cours Moodle GPA325 

 




Autres informations

Ne s'applique pas