GENERALITE SUR LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS

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1 GENERALITE SUR LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
Chapitre I GENERALITE SUR LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS

2 I. Niveau d’énergie. Bande d’énergie
Si =14 proton valence r3 r2 r1 Noyau

3 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

4 Différents matériaux Isolant Semi-Conducteurs Conducteurs Intrinsèque
Extrinsèque Type N Type P

5 Conducteurs E Conduction Valence

6 Isolant BC vide BV totalement occupée E =10 eV

7 Semi-conducteurs intrinsèques
Conduction Trou 0.1à 3eV Valence

8 P Si P Si A °0K T augmente

9 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.

10 Semi-conducteur type N Semi-conducteur type P
Si Si majoritaire : Électrons du donneur et du SC intrinsèque ; minoritaire : Trous majoritaires : Trou  minoritaires : Électrons.

11 III. jonction PN 1.      Formation de la jonction PN type N type P

12 P N apparition d’un flux de diffusion des électrons libre

13 Jonction PN sans champ extérieur

14 2. Polarisation de la diode
a. Polarisation direct Création d’un courant directe

15 b. Polarisation inverse

16 IV. CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES D’UNE DIODE.
Etat passant Vd Id État bloqué Vd Id

17 1. Schéma équivalent Diode idéale    Diode avec seuil

18    Diode avec seuil et résistance

19 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

20 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