Les 4 composants de base de carte et circuit électronique
Circuit électronique
Le circuit électronique ou L’électronique est partout présente autour de nous. Dès qu’il y a des signaux à traiter, on trouve de circuits électroniques : dans les ordinateurs, les appareils photos numériques, les GPS, les centrales d’alarme incendie…
Circuit électronique
Les centrales d’alarme d’aujourd’hui fonctionnent toujours selon cette même logique, mais elles sont beaucoup plus complexes car elles gèrent d’autres fonctions comme des contrôles d’accès, la surveillance zone par zone, la transmission d’images et de téléphone. Elles sont connectées.
Quand on regarde le circuit que Zoé doit réparer, on voit tout de suite qu’il date d’avant les années 90.
A cette époque, tous les composants étaient de type « traversant », c’est-à-dire qu’ils avaient des pattes qui traversaient le circuit imprimé et étaient soudées sur l’autre face.
Aujourd’hui, les composants sont beaucoup plus petits. Par exemple, une résistance classique mesurait avant une douzaine de millimètres. Aujourd’hui, une résistance équivalente de type montage de surface mesure moins de 3 millimètres. Avec cette technologie, on augmente considérablement le nombre de composants par carte.
On obtient ainsi des cartes plus denses, mieux adaptées à la production en série et dont le coût est réduit. Elle est construite avec quelques composants simples dont les principaux sont : les résistances ou résistors, les condensateurs ou capacités, les diodes et les transistors.
Qu’est-ce qu’une résistance ?
Une résistance c’est un dipôle qui a deux contacts, qui a la propriété de laisser passer un courant lorsqu’elle est soumise à une différence de potentiel.
L’intensité de ce courant est proportionnelle à la valeur de la tension appliquée, selon la célèbre loi d’Ohm : U = R x I, c’est-à-dire valeur de la tension est égale au produit résistance fois intensité du courant. L’unité de mesure des résistances est l’Ohm.
Qu’est-ce qu’un condensateur ?
Un condensateur est un autre dipôle qui peut être considéré comme un petit réservoir d’énergie électrique.
Il est souvent utilisé pour rendre une tension plus régulière, car par sa nature il s’oppose aux variations de la tension à ses bornes.
Pour cela, il stocke de l’énergie électrique et la restitue quand le circuit en a besoin, un peu à la manière d’un château d’eau qui régule la pression d’eau au cours de la journée.
L’unité de mesure des condensateurs est le Farad.
Qu’est-ce qu’une diode ?
La diode est aussi un dipôle, mais la diode est particulière car son cœur est constitué d’un matériau semi-conducteur, comme par exemple le silicium.
La diode peut être considérée comme une valve électronique. Elle autorise le courant à ne passer que dans un seul sens. Par exemple, elle est très utile dans la conversion d’énergie « courant alternatif » vers « courant continu« .
La diode électroluminescente, DEL ou LED en anglais, que nous connaissons tous, est aussi une diode mais celle-ci est surtout utilisée pour ses propriétés d’émission de lumière et non pour ses propriétés de valve électronique. En conséquence, une LED branchée à l’envers ne s’allumera pas !
Qu’est-ce qu’un transistor ?
Le transistor est aussi un semi-conducteur, mais à 3 points de contact. C’est comme un robinet électronique : il possède une entrée, une sortie et une commande.
Il va servir à contrôler le passage du courant soit en mode commutation : le courant passe ou ne passe pas, soit en mode progressif où on peut régler la quantité de courant comme on règle le débit d’un robinet.
Dans ce mode, on peut aussi considérer le transistor comme un amplificateur car avec peu de courant de commande, on peut piloter un courant beaucoup plus fort.
Où retrouve-t-on de l’électronique ?
L’électronique est partout présente autour de nous. Partout où il y a des signaux à traiter, on trouve des circuits électroniques. Par exemple, dans les ordinateurs, les périphériques comme les imprimantes, les scanners, dans les appareils photos numériques, les GPS, les téléphones portables, les calculateurs de voitures, les systèmes de télésurveillance, télévisions, satellites, imageurs médicaux… Par exemple, dans un processeur puissant d’ordinateur grand public ou dans une carte vidéo, il y a aujourd’hui plusieurs milliards de transistors. Alors bien sûr, à cette échelle, ils ne sont plus individuels, mais regroupés dans des circuits intégrés qu’on appelle aussi des puces. On parle alors de microélectronique.
La recherche en circuit électronique
La recherche en physique fondamentale, en astrophysique, en biomédical nécessite la conception et le développement de nouveaux instruments et machines toujours plus performants et leur réalisation comporte une partie électronique à chaque fois plus rapide, plus puissante, plus fiable.
On retrouve ces développements électroniques et microélectroniques dans les grands instruments scientifiques comme les accélérateurs de particules, par exemple au CERN, ou dans les satellites qui étudient notre galaxie ou encore dans d’autres expériences de détection de particules.
