TD 2
semi-conducteurs quel est celui qui présente la concentration intrinsèque la plus faible ? 2. Calculer ni pour ce semi-conducteur à 300 K. **exercice 2.2.
Physique des semi-conducteurs : Fondamentaux
Semi-conducteurs de type N Exercices. B. Exercice n°2. Jonction PN. La jonction est réalisée en silicium ...
polycopié physique des semi-conducteurs.pdf
Le sixième chapitre est une introduction aux transistors bipolaires. Afin de permettre aux étudiants d'assimiler le cours j'ai traité plusieurs exercices d'
Physique des semi-conducteurs
des semi-conducteurs. Page 4. Page 5. Physique des semi-conducteurs. Cours et exercices corrigés. Christian Ngô. Hélène Ngô. 4e édition. Page 6. © Dunod Paris
PHYSIQUE DES SEMICONDUCTEURS
6. Semi-conducteur à l'équilibre. 7. Dopage des semi-conducteurs. 8. Semi-conducteur hors équilibre: courant dans les semi-conducteurs. Jonction PN. 3. Page 4
Physique des semiconducteurs et des composants électroniques - 6
Cours et exercices corrigés. Henry Mathieu. Professeur à l'université proche de l'isolant que du conducteur on l'appelle alors semi-isolant. Le niveau de.
Théorie sur le transistor MOS
1. Exercice II : Détermination du type de dopage d'un semi-conducteur. Un échantillon de silicium contient à
PHYSIQUE DES SEMICONDUCTEURS
6. Semi-conducteur à l'équilibre. 7. Dopage des semi-conducteurs. 8. Semi-conducteur hors équilibre: courant dans les semi-conducteurs. Jonction PN. 3. Page 4
Théorie sur le transistor MOS
1. Exercice II : Détermination du type de dopage d'un semi-conducteur. Un échantillon de silicium contient à
Physique des Matériaux I Devoir 7 : Semi-conducteurs et
Devoir 7 : Semi-conducteurs et supraconducteurs- Correction. Exercice 3 : Conductivité d'un cristal de silicium. 1.a. = √2821025 × 1
TD 2
Calculer ni pour ce semi-conducteur à 300 K. **exercice 2.2. Le Germanium est caractérisé par : masse atomique M = 726 g. masse volumique d = 5
Physique des semiconducteurs et des composants électroniques - 6
DES SEMICONDUCTEURS. ET DES COMPOSANTS. ÉLECTRONIQUES. Cours et exercices corrigés. Henry Mathieu. Professeur à l'université Montpellier II. Hervé Fanet.
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6.9 Semi-conducteurs extrinsèques. 114. Exercices. 116. Corrigés. 117. CHAPITRE 7 • DYNAMIQUE DES ÉLECTRONS. 119. 7.1 Dérive dans un champ électrique.
Physique des semi-conducteurs : Fondamentaux
Calculez à 27°C la position du niveau de Fermi EF puis donnez une représentation du diagramme de bandes du silicium ainsi dopé. 25. Page 26. Exercices. B.
PHYSIQUE DES SEMICONDUCTEURS
8. Semi-conducteur hors équilibre: courant dans les semi-conducteurs. Jonction PN. 3
correction examen fondamental
donneurs quelle sera la concentration de trous ? Exercice n°1 : (8pts). Un semi-conducteur est en silicium de largeur de bande interdite (ou gap) Eg=1
Electricite. Exercices et methodes
La jonction PN et les diodes à semi-conducteurs Tous les exercices et problèmes sont entièrement corrigés la résolution étant systématiquement.
L3 Physique et Applications CORRIGE Partiel de Physique des
29 févr. 2016 CORRIGE. Partiel de Physique des Composants. Durée 3 heures ... I. Choix de matériaux semiconducteurs ... Exercices / Réponses courtes.
1EXERCICE 1 : RESISTIVITE DU GERMANIUM PUR On considère
EXERCICE 2 : TEMPERATURE « INTRINSEQUE » D'UN SEMI-CONDUCTEUR. On dope un semi-conducteur intrinsèque avec un nombre N. D d'atomes donneurs par unité de
Exercices dÉlectrocinétique
Ex-E1.2 Semi-conducteur : Les semi-conducteurs sont des matériaux utilisés en électronique et dont la conduction varie fortement avec la température ou avec
PHYSIQUE DES
SEMICONDUCTEURSP. Lorenzini
Polytech'Nice Sophia
Dept. Électronique
1Objectifs du cours•
Comprendre l'intérêt des semi-conducteurs dans la réalisation des composants électroniques Maîtriser des mécanismes de transports et des phénomènes physiques régissant le fonctionnement des composants discrets de l'électronique. Maitriser le fonctionnement DC et AC de la jonction PN 2Plan du cours (22,5 h - 2/3 contrôles)
1.Structure cristalline et cristallographie
2. 3. Les électrons quasi libres : le modèle de Sommerfeld 4. Les électrons dans une structure périodique : le modèle de Bloch -Brillouin 5. Courant dans les solides : cas particulier des semi-conducteurs mécanique statistique : la fonction de Fermi Dirac et la fonction deMaxwell - Boltzmann
6.Semi-conducteur à l'équilibre
7.Dopage des semi-conducteurs
8. Semi-conducteur hors équilibre: courant dans les semi-conducteursJonction PN
3Références bibliographiques
C. Kittel, " physique de l'état solide », dunod université, 5° ed., 1983 H. Mathieu, " Physique des semiconducteurs et des composantsélectroniques », dunod, 5° ed., 2004
J. Singh, " semiconductors devices: an introduction »,Mc.Graw Hill, 1994D.A.Neamen, " semiconductor physics and devices: basic principles », Mc.Graw Hill, 2003 Cours de Physique des semiconducteurs, Pr. Rouzeyre, Université de Montpellier II, 1985 McMurry and Fay, " Chemistry », Prentice Hall; 4th edition (April 7,
2003) ( les figures du chapitre 1 proviennent majoritairement de cet
ouvrage) 4CHAPITRE 1Liaison cristalline et cristallographie
5 structure cristalline et cristallographie•États cristallin et amorphe
Liaisons cristallines
Géométrie des cristaux
Diffraction cristalline - Réseau réciproque 6États cristallin et amorphe
amorphe verre cristal quartz, SiO 2Distinction:
Au niveau macroscopique:
•Si on élève la température du verre, on observe un passage progressif de l'état solide à l'état de liquide sans palier. •Pour un cristal, on observe un palier de température dû à une coexistence (changement) de phase.Au niveau microscopique:
•Amorphe : répartition aléatoire des atomes •Cristal : répartition périodique dans l'espace des atomes. 7États cristallin et amorphe
8 (D'après Neamen)Amorphe
(pas d'ordre)Polycristallin (ordre à courte portée)Cristallin (ordre à longue portée)La liaison cristalline•
Quelles sont les forces qui permettent aux atomes de se lier entre eux et de former telles ou telles structures? Plusieurs paramètres/effets à prendre en compte: Garder les ions chargés positivement éloignés les uns des autres Garder les électrons chargés négativement éloignés les uns des autresGarder les électrons proches des ions
Minimiser l'énergie cinétique des électrons en les répartissant 9Le but :
0 librecristal UUElectronégativité •
Electronegativité
c'est lacapacité d'unatome àattirer les électrons mis encommun dans une liaisonchimique. 10Ladifférence d'électronégativité
En entredeux atomes liés
peut être nulle,faible ou grande. •ȴEN~0:lesélectrons sontégalements répartis
•ȴEN~1:leselectronssont plus proches del'atome leplusélectronégatif.
•ȴENest élevé,lesélectrons sont peu partagés (pasmis encommun)La liaison cristalline•
4 principaux types différents:
Liaison métallique
Liaison covalente
Liaison ionique
Liaison de Van der Waals (gaz
rares) ou liaison moléculaireUn point commun
Les atomes essayent
d'avoir leur dernière couche électronique vide ou complète ! 11La liaison métallique •
La majorité des éléments chimiques ont un comportement métallique plus ou moins marqué. Construits à partir d'éléments ayant peu d'électrons de valence /à leur période ou niveau d'énergieExemple:
Sodium (Na) 1s
2 2s 2 2p 6 3s 1Cuivre (Cu)1s
2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 12 13Configuration du Cu
(1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1La liaison métallique : le cuivre
La liaison métallique •
Les électrons périphériques sont très peu liés à l'atome Ce dernier " libère » facilement ce(ces) électron(s)Les noyaux constituent alors un ensemble de charges positives ions positifs à couche externe saturée
La cohésion est assurée par le nuage électronique chargé négativementForce de cohésion attraction Coulombienne
Liaisons " plutôt » faibles matériaux moins durs et fusion à basse Température 14La liaison covalente
Les cristaux appartiennent à la colonne IV du tableau périodiqueLiaison du même type que la liaison
hydrogèneL'Hydrogène:
1 électron périphérique
Pour compléter sa couche, il accepterait " bien » un deuxième électronUn deuxième atome d'H va permettre de mettre
en commun leur électron périphériqueOn obtient la molécule H
2 15 H H +H H H 2La liaison covalente
Exemple :le Silicium
4 électrons de valence
Il " manque » 4 électrons de valence pour compléter sa couche externeIl suffit de " rapprocher » 4 autres Silicium
16 Si Si Si Si Si SiÀ la différence de H
2 , une fois les liaisons saturées, les 4 autres Si ont encore des liaisons " pendantes » ce processus peut continuer on forme alors un cristal.La liaison covalente
Énergie plus faible si les électrons
se " baladent » autour des 2noyauxOn peut obtenir le même type de
résultats avec des composés II-VI ou encore III-V.(voir la suite) 17Liaison ionique•
Association d'un élément chimique fortement électronégatif ( 7e ) et d'un élément fortement électropositif (1e ): ex NaClL'électronégatif accepte un e
et devient un ion négatif (Cl ) , l'électropositif cède son e et devient un ion positif (Na 18 3s 13s²3p
5 (D'après McMurry and Fay)Liaison ionique•
La force de cohésion est due à l'attraction Coulombienne des deux ions liaison ioniqueEn fait, liaison " identique » à la liaison covalente sauf que les atomes sont très différents (pas la même colonne)
La frontière covalente/ionique n'est pas brutale: dépend de la nature électronique des éléments associésCol I - VII essentiellement ionique
Col II-VI 80% ionique 20% covalente (CdTe)
Col III-V 60% ionique 40% covalente (GaAs, GaP, InP)Col IV-IV essentiellement covalente (Si, Ge)
19Liaison ionique
L'électron libéré par le métal Alcalin (Na) est piégé par l'Halogène (Cl)Aucun électron libéré dans le réseau
En général les cristaux ioniques sont isolants Liaison entre atome très forte cristaux très durs 20Liaison de type Van der Waals•
Ceux sont les cristaux les plus simples
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