GENERALITE SUR LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS Chapitre I GENERALITE SUR LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
I. Niveau d’énergie. Bande d’énergie Si =14 proton valence r3 r2 r1 Noyau
Représentation d’un réseau cristallin de Silicium Bande d’énergie Liaison covalente Bande permise Bande interdite Valence Conduction E Représentation d’un réseau cristallin de Silicium
Différents matériaux Isolant Semi-Conducteurs Conducteurs Intrinsèque Extrinsèque Type N Type P
Conducteurs E Conduction Valence
Isolant BC vide BV totalement occupée E =10 eV
Semi-conducteurs intrinsèques Conduction Trou 0.1à 3eV Valence
P Si P Si A °0K T augmente
Semi-conducteurs extrinsèques En ajoutant au semi-conducteur intrinsèque un élément dit dopeur qui joue le rôle d’impureté on obtient un semi-conducteur extrinsèque. conductivité est due essentiellement à cet élément dopeur. Pour dopé le silicium ou le germanium on utilise les éléments trivalents ou pentavalent.
Semi-conducteur type N Semi-conducteur type P Si Si majoritaire : Électrons du donneur et du SC intrinsèque ; minoritaire : Trous majoritaires : Trou minoritaires : Électrons.
III. jonction PN 1. Formation de la jonction PN type N type P
P N apparition d’un flux de diffusion des électrons libre
Jonction PN sans champ extérieur
2. Polarisation de la diode a. Polarisation direct Création d’un courant directe
b. Polarisation inverse
IV. CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES D’UNE DIODE. Etat passant Vd Id État bloqué Vd Id
1. Schéma équivalent Diode idéale Diode avec seuil
Diode avec seuil et résistance
V. La diode en commutation Vc=+E, la diode est conductrice RF=Vd/IF Vc = -E, la diode est bloquée, le courant Ir est quasiment nul Rf If Caractéristique reste quasiment constante
Si la diode est passante calculer le courant qui la traverse. Exercice: Si la diode est passante calculer le courant qui la traverse. La diode possède une tension seuil Vs = 0.6V et une résistance dynamique nulle. On traitera les deux cas. R1 R2 R3 a) E = 2V R1 = 4 K R2 = 1 K R3 = 200 b) E = 6V R1 = 8 K R2 = 2 K E