Chapitre I GENERALITE SUR LA PHYSIQUE DES SEMICONDUCTEURS

I. Niveau d’énergie. Bande d’énergie Niveau d’énergie Si =14 proton r 3 r 2

Bande d’énergie Liaison covalente E Conduction Bande interdite Valence Bande permise Représentation d’un réseau

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

Isolant BC vide E =10 e. V BV totalement occupée 6

Semi-conducteurs intrinsèques E Conduction E Trou 0. 1à 3 e. V Valence 7

Si Si Si P Si T augmente Si Si Si P Si A °

Semi-conducteurs extrinsèques En ajoutant au semi-conducteur intrinsèque un élément dit dopeur qui joue le

Semi-conducteur type N Si Si Si P Si majoritaire : Électrons du donneur et

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

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

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

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

1. Schéma équivalent Diode idéale Diode avec seuil 17

V. La diode en commutation Vc=+E, la diode est conductrice RF=Vd/IF If Rf Caractéristique

Exercice: Si la diode est passante calculer le courant qui la traverse. La diode

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Chapitre I GENERALITE SUR LA PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS 1

I. Niveau d’énergie. Bande d’énergie Niveau d’énergie Si =14 proton r 3 r 2 r 1 valence Noyau 2

Bande d’énergie Liaison covalente E Conduction Bande interdite Valence Bande permise Représentation d’un réseau cristallin de Silicium 3

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

Conducteurs E Conduction Valence 5

Isolant BC vide E =10 e. V BV totalement occupée 6

Semi-conducteurs intrinsèques E Conduction E Trou 0. 1à 3 e. V Valence 7

Si Si Si P Si T augmente Si Si Si P Si A ° 0 K 8

Semi-conducteurs extrinsèques En ajoutant au semi-conducteur intrinsèque un élément dit dopeur qui joue le rôle d’impureté on obtient un semiconducteur extrinsèque. conductivité est due essentiellement à cet élément dopeur. Pour dopé le silicium ou le germanium on utilise les éléments trivalents ou pentavalent. 9

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

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

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

Jonction PN sans champ extérieur 13

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

b. Polarisation inverse 15

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

1. Schéma équivalent Diode idéale Diode avec seuil 17

Diode avec seuil et résistance 18

V. La diode en commutation Vc=+E, la diode est conductrice RF=Vd/IF If Rf Caractéristique reste quasiment constante Vc = -E, la diode est bloquée, le courant Ir est quasiment nul 19

Exercice: Si la diode est passante calculer le courant qui la traverse. La diode possède une tension seuil Vs = 0. 6 V et une résistance dynamique nulle. On traitera les deux cas. R 1 a) E = 2 V b) E = 6 V R 1 = 4 K R 2 = 1 K R 3 = 200 R 1 = 8 K R 2 = 2 K R 3 = 200 E R 2 R 3 20