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A) Si-dopé n b) Si- dopé p A basse température, les mobilités obtenues pour différents taux de dopage montrent le rôle dominant des impuretés sur la mobilité

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Présentation au sujet: "A) Si-dopé n b) Si- dopé p A basse température, les mobilités obtenues pour différents taux de dopage montrent le rôle dominant des impuretés sur la mobilité"— Transcription de la présentation:

1 a) Si-dopé n b) Si- dopé p A basse température, les mobilités obtenues pour différents taux de dopage montrent le rôle dominant des impuretés sur la mobilité qui est dautant plus grande que N D(A) est faible. Fig.1.1: Mobilité des électrons dans le silicium en fonction de la température

2 Fig.2.1 : Formation dune jonction Niveaux dénergie du semiconducteur dopé p (à gauche) et dopé n (à droite). Laffinité électronique est identique pour les SC n et p alors que le travail de sortie e s est différent suivant la nature du dopage n ou p. EcEc EcEc Ev Ev E vide EvEv E fv E fn e sp e sn

3 e 0 Fig.2.2 : Jonction p-n à léquilibre thermodynamique: Courants de diffusion et courants de conduction j dh Courant de conduction j de j ch j ce F(z) Courant de diffusion Le courant total est nul: j dh + j de + j ch + j ce = 0 Trous Électrons

4 Fig.2.3 : Jonction pn abrupte à léquilibre thermodynamique: tension de diffusion et largeur de la zone dépeuplée E F est le niveau de Fermi de la jonction La zone dépeuplée a pour largeur : w= w n + w p La tension de diffusion est E cp – E cn Région n: n = N C exp[(E cn - E F )/k B T] = N D Région p: n po = N C exp[(E cp - E F )/k B T] = n i 2 /N A E cp E vn Zone dépeuplée e 0 wpwp wnwn E vp Électrons E cn EFEF Trous

5 Fig.2.4: Jonction p-n abrupte à léquilibre: Zone dépeuplée, champ et potentiel a)Jonction p-n abrupte b)Concentration des porteurs p et n c)Densité volumique de charges d)Champ électrique F(z) e) Potentiel électrostatique (z) z (z) z z z z Zone dépeuplée Type p Type n z z z z z

6 Fig.2.5 : Jonction pn polarisée en direct Quasi niveaux de Fermi Courants de diffusion et de conduction n (z=-w p ) = N D exp[ - e ( 0 – V)/k B T ] = n p0 exp[ e V/k B T ] eVeV e( 0 – V) E vn E cn E vp E vn E fp E fn j dh F(z) Courant de diffusion Courant de conduction j de j ch j ce

7 Fig.2.6 : Jonction pn polarisée en direct Densité des porteurs Concentration des porteurs Excès délectrons n Excès de trous p p(z) n(z) z n (z= - w p ) = n p0 (exp[ e V/k B T ] – 1) E vn eVeV e( 0 – V) E cn E vp E vn E fp E fn Injection de porteurs minoritaires n : région de diffusion p de largeur L n de lordre de 20 m. Injection de porteurs minoritaires p : région de diffusion n de largeur L p de lordre de 20 m.

8 Figure 2. 7 : Caractéristique de la jonction p-n ( I 0 est pris égal à A)


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