Quiz: Analyse des circuits électriques et semi-conducteurs — 16 perguntas

1. Quelle expression correspond à l’impédance de la branche série du quartz modélisée par R1, L1 et C1 ?

A. 1/(R1 + L1p + 1/(C1p))

B. L1p + 1/(C1p)

C. R1 + L1p + 1/(C1p)

D. R1 + 1/(L1p) + C1p

Answer: (C)

Explicação

La branche série est constituée de R1, de l’inductance L1 et du condensateur C1 en série, donc leurs impédances s’additionnent. L’expression correcte est bien R1 + L1p + 1/(C1p).

2. À quelle pulsation correspond la résonance série du quartz dans son modèle équivalent ?

A. ωs = 1/√(L1C0)

B. ωs = 1/(R1C1)

C. ωs = √(1/(L1C1))

D. ωs = √(1/(L1(C0+C1)))

Answer: (C)

Explicação

La résonance série dépend uniquement de L1 et C1, avec ωs = √(1/(L1C1)). La capacité C0 intervient pour la résonance parallèle, pas pour la résonance série.

3. Quelle méthode donne directement la tension d’un nœud à partir de plusieurs branches linéaires ?

A. Le principe de superposition

B. La loi d’Ohm

C. Le théorème de Norton

D. Le théorème de Millmann

Answer: (D)

Explicação

Le théorème de Millmann permet de calculer directement la tension d’un nœud à partir des branches qui y sont connectées. La superposition, elle, impose de traiter les sources séparément puis de sommer les contributions.

4. Dans l’expression H(p)=V2/V1, que représente une fonction de transfert ?

A. La résistance équivalente vue par la charge

B. La tension aux bornes d’une seule branche

C. La somme des courants dans une maille

D. Le lien entre la sortie et l’entrée du système

Answer: (D)

Explicação

Une fonction de transfert relie la sortie à l’entrée d’un système, souvent dans le domaine de Laplace. Elle sert notamment à caractériser l’ordre et la nature d’un filtre.

5. Que décrit le paramétrage matriciel Y d’un quadripôle ?

A. Une représentation par résistances en série uniquement

B. Une représentation par puissances actives et réactives

C. Une représentation par forces électromotrices uniquement

D. Une représentation par coefficients d’admittance reliant courants et tensions

Answer: (D)

Explicação

Le paramétrage matriciel Y représente le quadripôle à l’aide de coefficients d’admittance qui relient courants et tensions aux bornes. Il ne se limite pas à des résistances en série.

6. Que permet l’association en parallèle de deux quadripôles dans l’étude matricielle ?

A. D’obtenir une matrice Y globale résultante

B. De calculer directement le courant de court-circuit sans matrice

C. De transformer le quadripôle en source idéale

D. De supprimer les paramètres d’admittance

Answer: (A)

Explicação

La mise en parallèle de quadripôles conduit à une matrice Y équivalente globale. Cette matrice sert ensuite à déterminer la fonction de transfert et la nature du filtre.

7. Dans le quadripôle amplificateur, à quelle pulsation le gain est-il maximal ?

A. À ω0

B. À une pulsation infinie

C. À ω = 0

D. À la pulsation de coupure haute uniquement

Answer: (A)

Explicação

Le gain maximal est atteint à la pulsation propre ω0, qui correspond au sommet de la réponse fréquentielle. C’est cette fréquence centrale que l’énoncé demande d’identifier.

8. Que signifie l’impédance caractéristique Zc dans l’étude du quadripôle en T chargé ?

A. Une impédance qui annule toujours le courant d’entrée

B. Une impédance pour laquelle Z_in = Z_c à une pulsation donnée

C. Une impédance définie seulement au régime continu

D. Une impédance égale uniquement à la résistance de charge

Answer: (B)

Explicação

Zc est définie de sorte que l’impédance d’entrée du quadripôle chargé vérifie Z_in = Z_c à une pulsation donnée. Elle dépend donc du contexte fréquentiel et du chargement.

9. Quelle relation donne la fonction de transfert du filtre actif à partir des paramètres d’admittance ?

A. T(jω) = -Y21A / Y21B

B. T(jω) = Y11A / Y22B

C. T(jω) = 1 / (Y21A Y21B)

D. T(jω) = Y21A + Y21B

Answer: (A)

Explicação

Le montage actif est donné par T(jω)=Vs/Ve = -Y21A/Y21B. Le signe négatif vient directement du rapport des paramètres Y21 des deux quadripôles.

10. Quelle forme canonique correspond au second ordre utilisé pour écrire la fonction de transfert du filtre actif ?

A. K(1+jω/ω0)

B. K(ω0/jω)

C. K(2mjω/ω0)/(1+2mjω/ω0+(jω/ω0)^2)

D. K/(1+jω/ω0)

Answer: (C)

Explicação

La forme canonique donnée est bien K(2mjω/ω0)/(1+2mjω/ω0+(jω/ω0)^2). Elle permet d’identifier ω0 ainsi que l’amortissement via m.

11. Qu’est-ce qui caractérise un semi-conducteur intrinsèque ?

A. Un semi-conducteur dont la population de porteurs est fixée par des impuretés ionisées

B. Un semi-conducteur sans dopage, où les électrons et les trous proviennent des excitations thermiques

C. Un semi-conducteur fortement dopé de type N, où seuls les électrons sont mobiles

D. Un matériau isolant dont la conductivité dépend uniquement de la tension appliquée

Answer: (B)

Explicação

Un semi-conducteur intrinsèque ne contient pas de dopage : les porteurs libres apparaissent uniquement par agitation thermique. Les autres propositions décrivent un matériau dopé, isolant ou dominé par des impuretés.

12. Comment évolue la densité intrinsèque ni quand la température augmente ?

A. Elle augmente, car davantage de porteurs sont créés thermiquement

B. Elle reste constante, car elle ne dépend que de Nc et Nv

C. Elle diminue parce que le gap devient plus difficile à franchir

D. Elle s’annule dès que la température dépasse 0 °C

Answer: (A)

Explicação

La densité intrinsèque ni augmente avec la température, car les excitations thermiques créent davantage d’électrons et de trous. Elle dépend aussi du gap et des densités d’états Nc et Nv.

13. Comment définit-on le point de fonctionnement d’une diode PN dans un circuit ?

A. Par l’intersection entre la caractéristique de la diode et la droite de charge du circuit

B. Par le maximum du courant inverse en régime bloqué

C. Par la tension de seuil imposée indépendamment du circuit

D. Par la valeur du courant de saturation Is seule

Answer: (A)

Explicação

Le point de fonctionnement est le couple tension-courant obtenu à l’intersection de la caractéristique de la diode et de la droite de charge. Le courant de saturation ou la tension de seuil ne suffisent pas à eux seuls à le fixer.

14. Dans le modèle exponentiel d’une diode, quelle expression décrit le courant direct ?

A. Id = Is(1 - exp(Vd/(ηVT)))

B. Id = Is( exp(Vd/(ηVT)) - 1 )

C. Id = Vd / R

D. Id = Vd · Is

Answer: (B)

Explicação

Le modèle exponentiel relie le courant de diode à la tension par Id = Is( exp(Vd/(ηVT)) - 1 ). Les autres expressions correspondent à une loi ohmique ou à une mauvaise écriture du signe.

15. Quel est le rôle principal d’un condensateur de filtrage placé en parallèle sur la charge après redressement ?

A. Transformer une alternance simple en alternance double

B. Augmenter la fréquence du signal redressé

C. Réduire les ondulations en se chargeant puis en se déchargeant lentement

D. Fixer directement la tension à la valeur de crête sans variation

Answer: (C)

Explicação

Le condensateur de filtrage limite les variations de tension en stockant de l’énergie pendant la conduction puis en se déchargeant lorsque la diode bloque. Il ne change pas la fréquence du signal redressé.

16. Dans une stabilisation par diode Zener, quelle condition doit être respectée pour assurer la régulation ?

A. La résistance série doit être nulle pour éviter les pertes

B. La tension d’entrée doit être égale à |Vz| en permanence

C. Le courant de charge doit être nul pour maintenir la tension

D. Le courant Zener doit rester compris entre IZmin et IZmax

Answer: (D)

Explicação

La régulation est assurée tant que le courant Zener reste dans la plage de maintien entre IZmin et IZmax. Si cette condition n’est pas respectée, la tension ne reste plus quasi constante autour de |Vz|.