Consultez cet article pour connaître les différences essentielles entre VCC, VEE, VDD et VSS. Découvrez l'origine de ces termes et leurs applications pratiques en électronique.
Introduction
Il est fort probable que vous ayez déjà rencontré l'un des termes VCC, VEE, VDD ou VSS dans votre utilisation quotidienne de l'électronique.
Ces symboles pouvaient représenter les sources d'alimentation de vos circuits électroniques ou de vos circuits intégrés.
Vous êtes-vous toutefois interrogé sur la signification de chaque caractère spécifique de ces symboles ?
Vous trouverez ici toutes les informations nécessaires. Vous découvrirez également des applications pratiques de ces termes dans vos schémas.
Que signifie l'acronyme VCC en électronique ?
Les concepteurs utilisent généralement VCC dans les circuits classiques avec un transistor à jonction bipolaire (BJT).
Un transistor bipolaire (BJT) est un dispositif utilisé pour amplifier ou contrôler un signal électrique. Il s'agit principalement d'un dispositif commandé en courant.
Comme vous le verrez ci-dessous, un BJT est un composant à trois bornes avec les broches collecteur (C), émetteur (E) et base (B).
La particularité des transistors bipolaires (BJT) est qu'ils doivent être polarisés pour fonctionner correctement. Généralement, la configuration la plus courante pour un BJT est la configuration à émetteur commun.
En observant attentivement le circuit, on constate que sa source d'alimentation est VCC. Traditionnellement, le terme VCC provient du fait que cette source fournit la tension de collecteur (VC).
La notation double CC permet de distinguer VCC (l'alimentation du collecteur du transistor) de VC (la tension à la broche du collecteur).
Cependant, vous verrez également le symbole VCC associé aux broches d'alimentation de certains circuits intégrés, notamment les plus classiques.
Ces puces utilisent une technologie de fabrication ancienne (mais éprouvée et testée) utilisant des transistors bipolaires.
Ci-dessous figure un exemple de puce appelée amplificateur opérationnel UA 741 de National Semiconductor.
La structure interne de ce circuit intégré est principalement composée de transistors bipolaires (BJT). La broche VCC est généralement connectée pour alimenter les collecteurs des transistors du circuit.
Que signifie l'acronyme VEE en électronique ?
Tout comme VCC, VEE provient d'une autre broche du transistor bipolaire appelée émetteur. La tension sur la broche d'émetteur est VE ou tension d'émetteur.
C’est ainsi qu’est né le terme VEE, qui fournit l’alimentation ou la masse à la broche de l’émetteur, pour le différencier de VE.
Généralement, les ingénieurs en conception de circuits considèrent VEE comme égal à la masse dans une configuration émetteur commun de base.
Il existe cependant différentes configurations pour l'émetteur commun. L'une d'elles est le circuit stabilisé par l'émetteur.
Un tel circuit comporte une résistance connectée entre la broche de l'émetteur et la masse ; ainsi, VEE et GND sont inégaux dans ce circuit.
Là encore, comme pour VCC, vous trouverez de nombreuses puces classiques avec le symbole VEE comme source d'alimentation.
Ces puces sont généralement constituées de transistors bipolaires (BJT). Habituellement, les concepteurs connectent ces broches à la masse (GND) ou à un potentiel négatif.
Cependant, certaines puces différencient la borne VEE de la borne de masse en spécifiant que la broche VEE nécessite une tension d'alimentation négative.
Voici un exemple de puce appelée circuit multiplexeur/démultiplexeur analogique CD74HC4051.
Si vous ne disposez que d'une seule source de tension d'alimentation et que vous n'avez pas besoin d'un potentiel négatif, vous devriez pouvoir connecter VEE et GND.
Que signifie l'abréviation VDD en électronique ?
Si le terme VCC est issu des circuits BJT, le terme VDD provient des circuits FET (ou transistors à effet de champ).
À l'instar des transistors bipolaires (BJT), les transistors à effet de champ (FET) sont principalement utilisés pour amplifier ou contrôler un signal électrique. Les FET sont des composants à trois bornes : D (Drain), G (Grille) et S (Source).
Contrairement aux transistors bipolaires (BJT), les transistors à effet de champ (FET) sont principalement des dispositifs commandés en tension. Les FET présentent également des impédances d'entrée plus élevées que leurs homologues BJT.
Ci-dessous figure un circuit simple de transistor à effet de champ (plus précisément, de type MOSFET). En y regardant de plus près, on constate que son alimentation est assurée par VDD, qui alimente la broche de drain.
On pense que, traditionnellement, le terme VDD provient du fait que cette source fournit la tension de drain ou VD.
La notation double DD permet de distinguer VDD (la source d'alimentation du drain du transistor) de VD (la tension au niveau de la broche de drain).
De plus, vous verrez le symbole VDD associé aux broches d'alimentation de certains circuits intégrés, notamment les plus récents.
Ces puces utilisent une technologie de fabrication plus efficace grâce à l'emploi de transistors à effet de champ (FET). Les circuits intégrés à base de FET présentent une meilleure stabilité thermique, une densité d'intégration des transistors plus élevée et sont plus faciles à fabriquer.
Ci-dessous figure un exemple de puce, un microcontrôleur appelé PIC16F877A de Microchip Technology, qui utilise des techniques de fabrication FET.
Que signifie l'acronyme VSS en électronique ?
Tout comme VDD, VSS provient d'une autre broche du transistor FET appelée source. La tension sur cette broche source est appelée VS, ou tension de source.
VSS fournit l'alimentation ou la masse à cette broche source. Le double SS sur la borne VSS permet de différencier l'alimentation VSS de la tension VS ou de la tension source.
Notez que VSS peut être égal à la masse dans une configuration FET à canal N de base.
De même que pour VDD, de nombreuses puces modernes utilisent le symbole VSS pour leur alimentation. Les concepteurs de circuits connectent généralement ces broches à la masse (GND) ou à un potentiel négatif.
Comme nous l'avons vu précédemment à propos du terme VDD, ces puces sont généralement construites en interne à partir de la technologie FET moderne.
Le microcontrôleur IC PIC16F877A, présenté à titre d'exemple, a la broche VSS comme broche de masse, comme indiqué ci-dessous.
L'utilisation de cette puce dans un circuit permet de visualiser les connexions entre VDD et VSS. Le circuit ci-dessous applique une tension de +5 V à VDD, qui est ensuite fournie aux broches VDD du microcontrôleur.
Ce circuit fournit la masse (ou potentiel nul) aux broches VSS du microcontrôleur. Ce circuit d'exemple fait clignoter une LED à l'aide d'un microcontrôleur.
Un firmware supplémentaire est programmé dans le microcontrôleur pour accomplir cette tâche. Notez que le potentiel de masse du circuit est relié à VSS.
Conclusion
Vous avez appris ici les termes VCC, VDD, VEE et VSS. Il s'agit principalement de broches d'alimentation qui fournissent de l'énergie à un circuit électronique ou à une puce.
VCC a été dérivé de la tension de collecteur d'un BJT, VDD de la tension de drain d'un FET, VEE de la tension d'émetteur d'un BJT et VSS de la tension de source d'un FET.
N'oubliez pas non plus que, même si les broches VEE et VSS sont généralement reliées à la masse, elles peuvent également présenter un potentiel négatif en fonction de l'application de vos circuits.