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# Session 1 Architecture hardware numérique 2024-03-01
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3 controles continus + 1 projet : réalisation carte électronique
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programme : résistances, transistor type moss, bascules (nand, etc), logique combinatoire et séquentielle, alimentation, switch, processeurs, etc
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## Composants discrets
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### Résistance
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symbole R, unité ohm, ^v^v^v
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energie dissipée P=RI²
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limite le passage du courant
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effet joule => ça chauffe
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V/I = R <=> i = V/(RT)->inf. (R->0+)
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si résistance faible=> courant augmente, le fil chauffe et se met à fumer
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système de garde = disjoncteur / fusible,
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ex : 220V tension efficace, 9KW, disjoncteur à 41V
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(éléments de dissipation : resist. de charge, d'amortissement, chauffantes
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elts de division de tension : résistances en ponts, resist. dans filtres (RC, RLC)
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elts de polarisation : Pull-up, Pull-Down)
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en série : Req = somme des résistances
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en parallèle : 1/Req = somme(1/R)
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si générateur idéal => fournit tjrs même courant
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tau = RC
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3tau = 95%
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exp(-t/tau)
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### Condensateur
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ŵ : oméga
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energie stockée dans un cond. : Q=C.V
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symbole C, unité farad
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bloque le passage d'un courant continu en stabilisé --||--
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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
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point de contact du condensateur => généralement une petite résistance, et une résistance de fuite (~quelques gigaohm)
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en série : 1/Ceq = somme(1/c)
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en parallèle Ceq = somme(C)
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^v^v^v----||-----^v^v^v^
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|^v^v^v^v^v^v^v^v^v^v^v|
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Z=1/cŵ, z=impédance d'un cond. en ohm
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z=inf. en continu, car ŵ=0
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oscour
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lcŵ²=1 résonance (condens. et bobines(self)), courbe de fresnel, équations différentielles
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ŵ=1/rac(LC)
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#### self (bobine ?)
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symbole L, unité henry, --0000000--
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résistance nulle en courant continu, et résistance importante sinon
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Lŵ/R=1
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tau=L/R, au bout de 3tau~=95% de la self est démagnétisée
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self en haute freq. c'est une bonne cappa
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en série Leq = somme(L)
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parallèle 1/Leq =somme(1/L)
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impédance Z=Lŵ
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### Les transistors MOS (Metal Oxyde Semiconductor) (MOSFET)
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porteurs d'un seul type, donc composant unipolaire (contrairement au transist. bipolaire)
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en silicium, car facilement dopable
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V/Id = Rdson
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3 contacts : (Grille, Drain et Source)
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1er temps autour des zones n+ les charges :
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-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
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-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)
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-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)
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partie métal = condensateur
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largeur grille ancien processeur : 5 nm, maintenant 18 angström (10^-10) : 1,8nm
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salle grise - salle blanche : taux de particule réduit, on évite la poussière pour éviter d'abimer les processeurs
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-sorte d'interrupteur quasi parfait
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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
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-si tension entre grille et source = 0, aucun courant ne passe, mode bloqué, R=inf, dissipation thermique RI²=0
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-sinon mode saturé, R = 0.5 ohm par exemple , si Vgs=V,I~32a, si Vgs baisse R augmente, dissipation thermique augmente
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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
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zone ohmique, puis zone saturée |