Physique des semi-conducteurs : Fondamentaux
Pour les semi-conducteurs extrinsèques la densité de dopant est toujours très supérieure à la densité de porteurs intrinsèques NA>>ni. Dans le cas d'un type P
Cours de Physique des Semi-conducteurs
Semi-conducteur pur ? intrinsèque dopé ? extrinsèque. ? Silicium assez pur + un atome de Bore ou de Phosphore pour 105 atomes de.
Introduction aux semi-conducteurs La jonction PN
Concentration intrinsèque de porteurs à l'équilibre thermodynamique : Semi-conducteur extrinsèque de type N (négatif = signe des porteurs de charge ...
Chapitre 3
II.2.2 Semiconducteur intrinsèque. II.2.3 Semiconducteur fortement dopé (dégénéré). II.2.4 Semiconducteur dopé (ou extrinsèque). II.2.4.
Les semi-conducteurs - Jonction PN
Semi-conducteurs extrinsèques – le dopage. • Le dopage d'un cristal intrinsèque consiste à substituer des atomes de semi-conducteurs du réseau par des.
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
Semi-conducteur extrinsèque : dopage. doivent être égaux et pour un semi-conducteur intrinsèque : ( ) ( ) g T r T n. E. kT i i i. G. = ?. ?. ?.
1.1 Introduction 1.2 Définition
Un semi-conducteur peut être soit intrinsèque (pur) ou extrinsèque (dopé) par des impuretés. ? Semi-conducteur intrinsèque : La résistivité du silicium pur
TD 2
Le S.C intrinsèque ni ; le S.C extrinsèque dopé n
LA CONDUCTIVITE DANS LES CONDUCTEURS ET SEMI
? est la conductivité de l'échantillon ? sa résistivité. Doc 4 : les semi-conducteurs. A. Le semi conducteur pur ou intrinsèque : (Ge
THEORIE GENERALE SIMPLIFIEE DES SEMI-CONDUCTEURS
intrinsèque. 2.1) Liaison de covalence : semi-conducteur non excite. Considérons un cristal de silicium non excité au zéro absolu (0°K)
[PDF] Physique des semi-conducteurs : Fondamentaux
Un semi-conducteur extrinsèque est un semi-conducteur intrinsèque dopé par des impuretés spécifiques lui conférant des propriétés électriques adaptées aux
[PDF] SEMICONDUCTEURS
IV – Le semiconducteur extrinsèque Le dopage consiste à insérer dans le cristal des atomes : pentavalents (ayant 5 électrons périphériques)
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Semi-conducteur pur ? intrinsèque dopé ? extrinsèque ? Silicium assez pur + un atome de Bore ou de Phosphore pour 105 atomes de
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Semi-conducteur intrinsèque (cristal pur) I – Matériaux semi-conducteurs Cristal de silicium : 4 e- de valence Si ? association
[PDF] Semi-conducteurs
Dans ce chapitre on donnera quelques notions de base sur les matériaux semi-conducteurs On définira les semi-conducteurs intrinsèques et ceux dopés types P et
[PDF] materiaux semiconducteurs
Le tableau ci-dessous donne les principales caractéristiques du semiconducteur dopé ou extrinsèque 34 Page 35 Dopage d'un semiconducteur par un atome
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Un semi-conducteur peut être soit pur auquel cas il est dit ?intrinsèque? soit dopé par des impuretés (qui permettent de contrôler sa résistivité) auquel cas
[PDF] Les semi-conducteurs - Jonction PN
Semi-conducteurs extrinsèques – le dopage • Le dopage d'un cristal intrinsèque consiste à substituer des atomes de semi-conducteurs du réseau par des
[PDF] 11 Introduction 12 Définition - CU-ELBAYADHDZ
Un semi-conducteur peut être soit intrinsèque (pur) ou extrinsèque (dopé) par des impuretés ? Semi-conducteur intrinsèque : La résistivité du silicium pur
[PDF] TD 2
1 Parmi ces trois semi-conducteurs quel est celui qui présente la concentration intrinsèque la plus faible ? 2 Calculer ni pour ce semi-conducteur à 300
Quelle est la différence entre un semi-conducteur intrinsèque et extrinsèque ?
Un semi-conducteur extrinsèque est un semi-conducteur intrinsèque dopé par des impuretés spécifiques lui conférant des propriétés électriques adaptées aux applications électroniques (diodes, transistors, etc) et optoélectroniques (émetteurs et récepteurs de lumière, etc).Quels sont les différents types de semi-conducteurs ?
Les principaux semi-conducteurs sont le germanium (Ge), le silicium (Si), le sélénium (Se), les composés binaires : arséniure de gallium (GaAs), antimoniure d'indium (InSb), phosphure de gallium (GaP) et phosphure d'indium, ainsi que les composés ternaires et quaternaires.Comment savoir le type de semi-conducteur ?
Conclure sur la nature électrique du matériau
On conclut sur la nature électrique du matériau en fonction de la valeur énergétique du gap ou de la bande interdite (BI) : Si E_{gap} =0 eV, alors le matériau est un conducteur. Si E_{gap} \\leqslant 1 eV, alors le matériau est un semi-conducteur.- La densité d'électrons (concentration par unité de volume) est notée n, celle des trous p. est la concentration intrinsèque. Tout dopage sert à modifier cet équilibre entre les électrons et les trous, pour favoriser la conduction électrique par l'un des deux types de porteurs. 1,45 × 1010 électrons/cm3 .
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TD 2Le S.C intrinsèque, n
i ; le S.C extrinsèque dopé n, p. Relation de concentrations. **exercice 2.1On donne le tableau suivant :
Eg [eV] Nc [atomes/cm
3] Nv [atomes/cm3]
AsGa 1,43 4,7.1017 7.1018
Ge 0,66 1,04.1019 6.1018
Si 1,12 2,8.1019 1,04.1019
1. Parmi ces trois semi-conducteurs, quel est celui qui présente la concentration intrinsèque la
plus faible ?2. Calculer n
i pour ce semi-conducteur à 300 K. **exercice 2.2Le Germanium est caractérisé par :
masse atomique M = 72,6 g. masse volumique d = 5,32 g/cm 3.énergie de la bande interdite Eg = 0,67 eV.
Nombre d"Avogadro A = 6,023.10
23 mol-1, k = 8,62.10-5 eV/K.
Densité effective d"états énergétiques à 300 K, Nc = 1,04.1019 atomes/cm3, Nv = 6.1018
atomes/cm 3.1. déterminer le nombre d"atomes par cm
3.2. calculer la concentration intrinsèque à 300 K.
3. quelle est la fraction d"atomes ionisés ?
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**exercice 2.3 Dans le cas du Silicium, à T = 300 K, avec ni = 1,5.1010 cm-3, nombre total d"atomes par cm3
= 5.10 22.1. Quel est le rapport du nombre d"atomes ionisés au nombre total d"atomes ?
2. Quelle est la largueur de la bande interdite en eV ?
NcT=( ))310300 1932. atomes/cm-3, NvT=(
))10300 1932 atomes/cm-3
3. Déterminer sans calculs le type de semi-conducteur (n ou p) puis les concentrations des
porteurs à l"équilibre dans les cas suivants : a) Silicium dopé par 1015 atomes de Ga par cm-3.
b) Silicium dopé par 1012 atomes de Sb par cm-3.
c) Silicium dopé par 3.1010 atomes de In par cm-3.
exercice 2.4 Dans un semi-conducteur intrinsèque, la concentration de porteurs libres est donnée par la relation suivante : n p n AiWc Wv kTe= = = --.2 1. sachant qu"à 300 K la concentration intrinsèque du silicium vaut 6,4.109 cm-3 et que la hauteur de la bande interdite vaut 1,12 eV, déterminer la valeur de A. 2. en supposant A indépendant de T, calculer la concentration intrinsèque du silicium à la température d"un four à diffusion (1200 K). exercice 2.5Un matériau intrinsèque est dopé par N
d atomes donneurs et Na atomes accepteurs. 1. Donner l"expression de la concentration n0 en fonction de ni et de N = Nd - Na. 2. Quel est le signe de N si le semi-conducteur est de type n ? de type p ? 3. On suppose Nd > Na. Faire un développement limité de n0 en fonction de n N i.ELE004 2007-2008
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4.En déduire la valeur minimale de N
n i pour que l"erreur introduite en utilisant la formule approchée de n0 = N soit inférieure à 5 %.
exercice 2.6 On considère un barreau de silicium intrinsèque. On donne : e = 1,6.10 -19 C, k = 1,38.10-23 J/K, nombre d"Avogadro = 6,02.1023, h = 6,6.10-34 J.s.Masse atomique = 28,08 g.
Masse volumique = 2,33.10
3 kg.m-3.
Largeur de la bande interdite Eg = 1,1 eV (supposée indépendante de la température). Concentration effective des porteurs dans la bande de conduction, NcT=( ))310300 1932. atomes/cm-3, NvT=(
))10300 1932 atomes/cm-3
1. Calculer la concentration ni des porteurs à 300 K. 2. Le barreau est maintenant dopé à raison d"un atome d"antimoine (Sb) pour 5.1012 atomes de silicium. Déterminer la concentrations des impuretés introduites. Quel type de semi- conducteur obtient-on ? (dans quelle colonne de la classification périodique se situe cet atome?) 3.Après avoir rappelé comment on établit les expressions générales donnant les
concentrations des porteurs n et p en fonction de n i et des concentration des impuretés acceptrices et donatrices, déterminer ces concentrations à 300 K. 4. On admet que le barreau de silicium redevient pratiquement intrinsèque lorsque ni dépasse de 10 fois la valeur de la concentration des impuretés introduites. A quelle température minimum doit-on chauffer le barreau pour se trouver dans un tel cas ? exercice 2.7On considère l"élément de semi-conducteur suivant réalisé à partir d"une plaquette de silicium
dopée avec une concentration d"atomes accepteurs Na = 1013 cm-3. Par des diffusions
successives d"impuretés dans la plaquette primitive, on a introduit Nd = 1015 cm-3 atomes
donneurs dans la zone 2 et Na = 1017 cm-3 atomes accepteurs dans les zones 3 et 4. On se
place à la température de 300 K avec n i = 8,3.109 cm-3.ELE004 2007-2008
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zone 1 zone 2 zone 3zone 4 1.De quel type sont les différentes régions ?
2. Ecrire l"équation qui traduit l"équilibre des porteurs et celle qui traduit la neutralité. 3. Calculer les concentrations de trous et d"électrons dans chacune des zones. exercice 2.8La concentration intrinsèque d"un semi-conducteur varie en fonction de la température
suivant : n A TEg kTi203= -( ))exp avec n i = 2,5.1013 cm-3 à 300 K, Eg = 0,67 eV à 300 K pour le germanium et ni = 1,5.1010 cm-3 à 300 K, Eg = 1,1 eV à 300 K pour le silicium.Quel est le pourcentage de variation de n
i (à 300 K) pour une élévation de température de un degré ?ELE004 2007-2008
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Réponses 2.1
1.L"AsGa.
2. ni = 1,8.106 cm-3.Réponses 2.2
1.4,41.1022 atomes par cm3.
2. ni = 1,87.1013 cm-3. 3.4,2.10-10.
Réponses 2.3
1.3.10-13.
2.1,08 eV.
3. a : type p, p0 = 1015 cm-3, n0 = 2,25.1010 cm-3. b : type n, p0 = 2,28.108 cm-3, n0 = 1012 cm-3. c : type p, p0 = 3,62.1010 cm-3, n0 = 6,2.109 cm-3.Réponses 2.4
1.A = 1,63.1019 cm-3.
2. ni = 7,26.1016 cm-3.Réponses 2.5
1. nN n N i 02 221 14= + +(
2. type n, N > 0 ; type p, N < 0. 3. n Nn N i 0221= +(
4. N n i=4,47.Réponses 2.6
1. ni = 1,016.1010 cm-3. 2.quotesdbs_dbs31.pdfusesText_37[PDF] relation conductivité concentration
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