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HOMO-JONCTION À

SEMI-CONDUCTEUR

1

Homojonction PN•

Composant à réponse non linéaire

Dispositifs redresseur ou " rectifier devices »

2 types pour arriver au " même » résultat:

Jonction PN (notre propos)

Jonction à contact Schottky (chapitre suivant)

2

Mécanisme de formation de la jonction PN

3

Niveau de Fermi aligné:

équilibre thermodynamique

•Processus de mise à l'équilibre

1° phase : processus de diffusion

2° phase : Apparition d'un E interne:

équilibre la diffusion

E int

Recombinaison de

paires e-h •TensiondediffusionV D ou "builtinpotentialV Bi 4 • Définition:différencedepotentielentrelarégionNetlarégionP PNbiD VVVV

0)()()()(dxxdpDxExpexJ

pPP dxxdp xpxED pp )(1)( P dxxdp xpdxxdV kTe)( )(1)( )ln( np D pp ekTV

Equationducourantdetrous:

Soitencoreou

Soitfinalement:

)nNN(ekTVV iDA biD2 ln )nNN(ekTVV iDA biD2 ln •Champ, potentiel et largeur de zone d'espace (1)

Equation de Poisson:

5 sc x dxxVd 22

Dans la région N et P

D sc Ne dxxVd 22
N Wx 0 A sc Ne dxxVd 22
0 xW P -W P -W N •Champ, potentiel et largeur de zone d'espace (2) 6

Champ électrique E(x)

N scD n

WxeNxE

P scA P

WxeNxE

Continuité du champ en x=0

PAND WNWN scPA scND M

WeNWeNE

-W P -W N •Champ, potentiel et largeur de zone d'espace (3) 7

Potentiel électrique E(x)

nN scD n

VWxeNxV

2 )(2)( pP scA p

VWxeNxV

2 )(2)(

Zone de charge d'espace (ZCE)

scpA scnD dpn

WeNWeNVWVWV

22)()(

22
d DAAD sc dp VNNNN eVW)(2)( d DADA sc dn VNNNN eVW)(2)( d

DAADsc

d VNNNN eVW 2)( -W P W N

ATTENTION: TOUT CE QUE L'ON

VIENT DE VOIR ÉTAIT POUR V=0.

LORSQUE LA DIODE EST

POLARISEE PAR UNE TENSION V

SUR P, V

BI

DOIT ÊTRE REMPLACÉE

PAR V BI -V 8

JonctionPNsouspolarisation•

d'uncourant? 9

Hypothèsessimplificatrices:

ZCEvidedeporteurs

Faibleinjection

ApproximationdeBoltzmann

ToutelatensionV

A appliquéesurlajonction

Jonction PN sous polarisation

Polarisation directe

Tension positive sur P

Diminution de la tension

de diffusion

Processus de diffusion

prédomine

Fort courant

10

Jonction PN sous polarisation

Polarisation directe

Diminution du champ interne

par E externe opposé

Injection d'électrons de N vers

P et Injection de trous de P

vers N, donc des minoritaires

Fort courant car " réservoir »

plein 11 F diff e- F diff h+

Polarisation directe

12 E ext

JonctionPNsouspolarisation

PolarisationInverse

Augmentationduchampinterne

parEexternedanslemême sens

Injectiond'électronsdePversN

etInjectiondetrousdeNversP ,doncdesmajoritaires

Faiblecourantcar" réservoir »

presquevide

PolarisationInverse

Augmentationduchampinterne

parEexternedanslemême sens

Injectiond'électronsdePversN

etInjectiondetrousdeNversP ,doncdesmajoritaires

Faiblecourantcar" réservoir »

presquevide 13 F cond eͲ F cond h+

JonctionPNsouspolarisation

14 enremplaçantV d parV d ͲV a 10 4 A/cm 2 estdel'ordredeqqmAàqq10mA dxxdp xpdxxdV kTe)( )(1)(

SiVa=0

SiVa 15 )exp()( kTeV pWp d pN 0 ))(exp()(' kTVVe pWp ad pN )exp()exp(' 2 kTeV Nn kTeVpp A Di A nn )exp()exp(' 2 kTeV Nn kTeVnn A Ai Aquotesdbs_dbs18.pdfusesText_24

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