physique du solide, électronique fondamentale et de puissance

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	INFORMATION				dernière mise à jour 27 août 09

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"Dompter la matière, c'est le premier pas; réaliser l'idéal, c'est le second"
(Hugo, Les Misérables)

PHYSIQUE du Solide et ELECTRONIQUE Fondamentale

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Dans cette partie nous présentons un ensemble de notions de physique du solide et d'électronique fondamentale destinées à permettre au lecteur de se familiariser avec les outils exploités couramment dans la conception ou la simulation de capteurs ou de systèmes. Précisons tout de suite que l'ordre des chapitres est arbitraire, mais il possède cependant une certaine logique puisque nous présentons d'abord des notions de physique du solide, puis nous parlons des composants, des méthodes générales d'étude des circuits avant de traiter des compléments sur la logique et les dispositifs de puissance; mais il est parfaitement possible de lire d'abord les chapitres traitant des circuits. Par contre, il est impossible de comprendre réellement le fonctionnement des composants élémentaires si l'on n'a pas assimilé d'abord la physique du solide.

Après la lecture de cet ensemble le lecteur sera parfaitement à même de lire avec profit le module consacré aux capteurs et à la conception instrumentale accessible ici

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• Un premier module concerne donc la structure atomique et la physique du solide. Notre ambition ici est de permettre au lecteur de réellement comprendre en profondeur comment ça fonctionne sans pour cela devoir utiliser des notions mathématiques inabordables, et, in fine, de comprendre comment l'organisation des atomes dans un matériau va conditionner l'ensemble des propriétés physiques, chimiques ou électriques qui vont nous intéresser dans divers chapitres de ce site. Pour les lecteurs plus matheux, la lecture ultérieure d'ouvrages de mécanique quantique leur permettra certes de retrouver mathématiquement les résultats expliqués ici le plus souvent sans le support des mathématiques.

Nous avons donc fait précéder ce premier chapitre d'un chapitre introductif à la physique du solide et j'aimerai, qu'après l'avoir lu, le lecteur soit bien persuadé que toutes les équations entre une grandeur A et une grandeur B qu'on va lui présenter ensuite ne sont que l'expression de modèles simplificateurs, pratiques pour une exploitation industrielle, en particulier dans le domaine des capteurs, mais notoirement insuffisants pour représenter effectivement la réalité. Dans celle-ci, bien d'autres paramètres, autres que A et B, jouent simultanément un rôle perturbateur que l'on sous-entend (ou dissimule et oublie bien souvent) en l'intégrant dans ce qu'on appelle bruit de fond, incertitudes et dérives diverses qui nous amènent à définir des coefficients à géométrie variable pour arriver à relier A et B en exploitant ce modèle simplifié.

• Divers modules sur les composants, et tout particulièrement l'amplificateur opérationnel et le microprocesseur, mais aussi les bases de l'électronique numérique et de la logique, des notions sur la conversion analogique numérique et les alimentations sont destinés à apporter les compléments indispensables afin d'introduire la conception d'un système d'acquisition de données.
  
  
• De même le module sur les technologies couches minces permet de mieux appréhender leurs propriétés et pourquoi cette technologie est très appréciée dans la conception de capteurs et nanosystèmes performants, mais aussi dans nombre d'applications pratiques hors de notre champ d'investigation. Nous avons dans ce module introduit 2 chapitres essentiels concernant les phénomènes de conduction et la thermoélectricité dans les solides à l'état massif, puis de couche mince.
  
  
• En outre une introduction aux asservissements permet de mieux cerner l'ensemble d'une chaîne bouclée dans laquelle les chaînes d'acquisition sont très souvent intégrées.
  
  
• Quelques notions de traitement du signal sont destinées à introduire quelques techniques de plus en plus utilisées et dont l'emploi permet d'extraire parfois des informations crédibles d'un signal de piètre qualité, et donc de justifier l'exploitation de certains principes de capteur inutilisables sans ces techniques nouvelles.
  
  
• Les problèmes de transmission de l'information n'ont pas été oubliés.
  
  
• Pour ceux qui s'intéressent à tout, l'électronique de puissance et les bases de l'électrotechnique font l'objet d'un additif destiné à mieux cerner les applications industrielles. En effet les capteurs ont le plus souvent pour objet final de permettre le pilotage d'actionneurs lesquels sont souvent des moteurs, transformateurs, thyristors et autres composants de puissance. Il est donc logique que nous leur consacrions quelques pages.
  
  
• Un glossaire rassemble nombre de notions indispensables que nous n'avons pu placer ailleurs. Il est évidemment appelé à s'enrichir au cours du temps.
  

SOMMAIRE DETAILLE

Physique du solide, semiconducteur et fabrication des composants

Couches minces et techniques connexes

Propriétés Caractéristiques des Transistors

Ampli_op et ses applications basiques

microprocesseur et circuits assimilés

fibre optique

Bases de la Logique combinatoire et séquentielle

Conversions numérique-analogique et analogique-numérique

Alimentations stabilisée, régulée, à découpage

Analyse des Circuits

Systèmes asservis

Transmission du signal (radio ou internet)

Traitement du signal

électrotechnique et électronique de puissance

composants de puissance

glossaire électronique

liens utiles

Rappel : dans ce module de nombreux liens vous permettent d'atteindre des compléments, soit techniques, soit concernant les scientifiques qui ont fait avancer la science physique, tels par ex Earle Gordon Moore (en cliquant sur le nom en bleu tel celui ci-contre vous atteignez ce lien et vous revenez ensuite au chapitre en cours en cliquant, dans votre navigateur, sur la flèche en haut à gauche )