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Session 1 Architecture hardware numérique 2024-03-01
3 controles continus + 1 projet : réalisation carte électronique
programme : résistances, transistor type moss, bascules (nand, etc), logique combinatoire et séquentielle, alimentation, switch, processeurs, etc
Composants discrets
Résistance
symbole R, unité ohm, ^v^v^v energie dissipée P=RI² limite le passage du courant effet joule => ça chauffe
V/I = R <=> i = V/(RT)->inf. (R->0+)
si résistance faible=> courant augmente, le fil chauffe et se met à fumer système de garde = disjoncteur / fusible,
ex : 220V tension efficace, 9KW, disjoncteur à 41V
(éléments de dissipation : resist. de charge, d'amortissement, chauffantes elts de division de tension : résistances en ponts, resist. dans filtres (RC, RLC) elts de polarisation : Pull-up, Pull-Down)
en série : Req = somme des résistances en parallèle : 1/Req = somme(1/R)
si générateur idéal => fournit tjrs même courant
tau = RC 3tau = 95% exp(-t/tau)
Condensateur
ŵ : oméga energie stockée dans un cond. : Q=C.V symbole C, unité farad bloque le passage d'un courant continu en stabilisé --||-- instantané = V = exp(-t/tau)+C si on colle un condens. déchargé avec une batterie forte (voiture) et un fil, la resistance est nulle (= le fil), le courant est infini, et le condensateur va charger vite
point de contact du condensateur => généralement une petite résistance, et une résistance de fuite (~quelques gigaohm)
en série : 1/Ceq = somme(1/c) en parallèle Ceq = somme(C) ^v^v^v----||-----^v^v^v^ | | |^v^v^v^v^v^v^v^v^v^v^v|
Z=1/cŵ, z=impédance d'un cond. en ohm z=inf. en continu, car ŵ=0
oscour lcŵ²=1 résonance (condens. et bobines(self)), courbe de fresnel, équations différentielles ŵ=1/rac(LC)
self (bobine ?)
symbole L, unité henry, --0000000-- résistance nulle en courant continu, et résistance importante sinon Lŵ/R=1 tau=L/R, au bout de 3tau~=95% de la self est démagnétisée
self en haute freq. c'est une bonne cappa en série Leq = somme(L) parallèle 1/Leq =somme(1/L) impédance Z=Lŵ
Les transistors MOS (Metal Oxyde Semiconductor) (MOSFET)
porteurs d'un seul type, donc composant unipolaire (contrairement au transist. bipolaire) en silicium, car facilement dopable V/Id = Rdson 3 contacts : (Grille, Drain et Source) 1er temps autour des zones n+ les charges : -majoritaires sont '+' -> zone de déplétion lorsque Vgs >0 est appliquée entre drain et source, la diode substrat drain est bloquée, le courant ne passe pas -quand la tension de la grille augmente, la zone entre D et S la force electromag attire les charges - et un canal se créé et -conduction d'un courant de D vers S (flux minoritaires d'e- dans la zone P attirée par la grille) -proche de G, les e- deviennent majoritaires, un canal de conduction est créé entre D et vers S modulé par Vgs(dès que Vgs > Vth)
partie métal = condensateur largeur grille ancien processeur : 5 nm, maintenant 18 angström (10^-10) : 1,8nm salle grise - salle blanche : taux de particule réduit, on évite la poussière pour éviter d'abimer les processeurs
-sorte d'interrupteur quasi parfait
oxyde mauvais conducteur -> un composant s'oxyde R augmente -> RI² augmente mais comme I reste le meme le disjoncteur n'intervient pas -> la maison brule
-si tension entre grille et source = 0, aucun courant ne passe, mode bloqué, R=inf, dissipation thermique RI²=0 -sinon mode saturé, R = 0.5 ohm par exemple , si Vgs=V,I~32a, si Vgs baisse R augmente, dissipation thermique augmente
chauffe pendant qu'il s'ouvre, si passage rapide, pas de chauffe=> solution sur les transistors (1 et 0 ouvert et fermé souvent) augmenter la freq pour éviter de trop chauffer
zone ohmique, puis zone saturée