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Les prérequis nécessaires au module de dispositifs optoélectroniques sont les notions de base de la physique des semi-conducteurs et de l’optoélectronique. Ce module a pour but de comprendre le fonctionnement fondamental des composants optoélectroniques et leurs utilisations dans le domaine de l'électronique.

Ce polycopié de cours a été préparé selon le canevas officiel de la matière Dispositifs Optoélectroniques inclus dans le programme des étudiants en troisième année de licence en électronique.

Ce manuscrit, rédigé avec concision et simplicité, est le fruit de nombreuses années d'expérience. Il se compose de cinq chapitres :

Le premier chapitre : Interaction lumière-matière,

Le deuxième chapitre : Propriétés électroniques et optiques des semi-conducteurs,

Le troisième chapitre : Emetteurs de lumière,

Le quatrième chapitre : Détecteurs de lumière,

Le cinquième chapitre : Fibres optiques.

Chaque partie du chapitre est illustrée par des exemples : en donnant un domaine d’application dans la vie quotidienne, afin de faire une meilleure compréhension et permettre à l’étudiant d’acquérir le principe physique de ces dispositifs.

Aussi, à la fin de chaque chapitre, des exercices d’applications avec leurs solutions sont à disposition de l’étudiant, pour mieux évaluer ses acquis, ainsi savoir l’ordre de grandeur des paramètres caractéristiques de chaque composant, ainsi que des questions multi choix (QCM).

La physique des semi-conducteurs et les dispositifs optoélectroniques sont des approches difficiles, mais qui permettent à l'étudiant de réfléchir et d’acquérir une démarche scientifique.

En espérant que cette contribution sera utile à ce module et bénéfique pour les étudiants.

Électronique des impulsions

 Chapitre 1. Définitions et caractéristiques de l’impulsion

1. Différents types de signaux : carré, rectangulaire, rampe, triangulaire, en dent de scie, …,
2. Définitions : amplitude, crête, période, signal alternatif, signal continu, …, impulsion positive, impulsion négative, rapport cyclique, train d'impulsions, temps caractéristiques d’une impulsion,
• Chapitre 2. Circuit RC en commutation
1. Charge et décharge d’un condensateur.
2. Expression générale de la charge et de la décharge.
3. Formes des tensions d’un circuit RC.
• Chapitre 3. Composants actifs en commutation
1. Diode en commutation.
2. Charge de diffusion.
3. Charge de transition.
4. Transistor en commutation.
5. Mode blocage.
6. Mode saturation.
7. Schéma équivalent du transistor en commutation.
• Chapitre 4. Circuits de mise en forme
1. Montages écrêteurs à diodes.
2. Montages détecteurs de crêtes.
3. Amplificateurs opérationnels en régime non linéaire : comparateur à un seuil, comparateur à hystérésis.
4. Trigger de Schmitt à amplificateur opérationnel.
5. Trigger de Schmitt à portes logiques.
6. Trigger de Schmitt à base du timer NE555.
• Chapitre 5. Les convertisseurs A/N et N/A
1. Introduction à la numérisation des signaux.
2. La conversion analogique-numérique.
3. Principe de la conversion A/N.
4. Caractéristiques d'un convertisseur A/N.
5. Étude des exemples de CAN : convertisseur à intégration simple et double rampe.
6. Convertisseur à approximations successives.
7. Convertisseur flash.
8. Spécifications : plage de conversion, résolution, vitesse de conversion.
9. Erreurs : de quantification, de gain, de décalage, de linéarité, précision.
10. Circuit échantillonneur-bloqueur.
11. Principe de fonctionnement.
12. Taux de décharge.
13. Critères de sélection des circuits échantillonneur-bloqueur.
14. La conversion numérique-analogique.
15.  Principe de la conversion N/A.
16. Étude des exemples de CNA : les convertisseurs à résistances pondérées, les convertisseurs à réseau R/2R.
17. Spécifications : plage de conversion, temps d'établissement.
18. Erreurs : non linéarité intégrale, non linéarité différentielle, décalage.
• Chapitre 6. Circuits à deux états : Les multivibrateurs
1. Le circuit bistable : à transistors et à ampli-op.
2.  Le circuit monostable : à transistors et à ampli-op.
3.  Le circuit astable : à transistors et à ampli-op.
4. Le circuit intégré monostable : symbole et diagramme de temps.
5. Monostables redéclenchables et non redéclenchables.
• Chapitre 7. Les générateurs de fonctions
1. Les générateurs de rampes : générateur de courant constant.
2. Intégrateur de Miller.
3. Générateur de rampes à courant constant.
4.  Générateur de signaux en circuits intégrés.
5. Principe de génération d’un signal en dents de scie.
6.  Principe de génération d’un signal triangulaire.
7. Principe de la conversion Triangle- Sinus.
• Chapitre 8. Générateurs d’impulsions avec des circuits intégrés
1. Générateurs de signaux carrés, rectangulaires, impulsions, double impulsions, … avec des montages pratiques utilisant des circuits intégrés tels que : NE555, SN74121, SN74122, SN74123 et des portes logiques.