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[PDF] Jonction p-n Chapitre 5

La jonction p-n Caractéristiques de base A l'équilibre Zone de charge d'espace caractéristiques courant-tension Champ de claquage Hétérojonction

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Par exemple les atomes de silicium qui possèdent 4 électrons sur leur dernière couche se regroupent entre eux en échangeant leurs électrons de valence 

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les solides • II Les Semi-Conducteurs – Les Semi-Conducteurs intrinsèques – Les Semi-Conducteurs dopés » Dopage N » Dopage P • III La jonction P-N 

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Les diodes II 1 Définition de la jonction PN II La diode PN : caractéristique ▫ Une jonction P-N est créée en juxtaposant un semi-conducteur dopé N (les

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Jonction pn, diode • Interaction S'étend du côté le moins dopé de la jonction PN onductor_detectors ppt+semiconductor+detector+particle+physics&cd=

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D'analyser le comportement d'une jonction p-n en appliquant une tension continue ➢ De comprendre le mécanisme physique dans la jonction p-n sous la  

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peuvent franchir librement la jonction P-N, celle-ci devient passante et un courant direct s'établit 7-3-2- Polarisation en inverse Lorsqu'une tension négative est 

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La jonction PN = Si dopé P + Si dopé N + Fonctionnement d'une cellule solaire P/N Busbar 5) Ouverture de la jonction : gravure latérale par plasma

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Jonction p-n

IV. La jonction p-n

Caractéristiques de base

A l'équilibre

Zone de charge d'espace

caractéristiques courant-tension

Champ de claquage

Hétérojonction

Chapitre 5

Science et génie des matériaux, Romuald Houdré - 2006 /2007 1

Plan du cours

1. Introduction

- Caractéristiques physiques des semiconducteurs - Quels Matériaux pour quel type d'applications

2. Propriétés électroniques des semiconducteurs

- Structure de bandes - Statistiques d'occupation des bandes - Propriétés de transport - Processus de recombinaison

3. Jonctions et interfaces

- Jonctions métal/semi-conducteurs - Jonction p-n à l'équilibre, Jonction p-n hors-équilibre

4. Composants électroniques

- Transistors bipolaires - Transistors à effet de champ - Dispositifs quantiques - Nouveaux matériaux

5. Composants optoélectroniques

- Détecteurs - Diodes électroluminescentes - Diodes lasers - Lasers à émission par la surface - Lasers à cascade quantique 1/3 bases1/3 transport1/3 optique 2

Circuits microélectroniques

3

La jonction p-n

Une jonction p-n correspond à la juxtaposition de deux matériaux identiques ou non de type p et de type n Type nType p V

Une jonction p-n est une diode

4

La jonction p-n

Applications• Transistors bipolaires

• Diodes électroluminescentes • Diodes laser • Cellules solaires • Détecteurs 5

Substrat type n

Fabrication

Pendant la croissance

Si + donneurs

Si + accepteurs

Image SEM d'une jonction p-n

6

Fabrication

Par implantation ou diffusion

7

Jonction p-n fabrication

8

Fabrication

Composant final

9

La jonction p-n

Type n Type p 10

Diagramme de bande

• A l'équilibre

Type p

Type n

E V E C Gradients de concentration il existe un courant de diffusion J diff Les impuretés ne sont plus compensées un champ électrique se forme J cond

Les deux courants sont de signe opposé

11

Diagramme de bande

• A l'équilibre 12

Diagramme de bande

• A l'équilibre (pas d'excitation externe)

Le niveau de Fermi doit être constant

J n n grad V F or grad V F = 0 d'où J n = 0 (idem pour J p J = J dérive + J diffusion = 0Equation générale des courants

Il n'y a pas de courant dans la jonction

Le courant de dérive compense exactement le courant de diffusion 13

Zone de charge d'espace

La zone de charge d'espace ou zone de déplétion

Charges fixesCharges mobiles

14

Diagramme de bande

• A l'équilibre (pas d'excitation externe) Cette barrière de potentiel est la conséquence directe de l'apparition de zones chargées positivement et négativement sous l'effet de la diffusion des porteurs. C'est ce qui conduit à l'équilibreavec (nN D et pN A

Calcul de la hauteur de barrière de potentiel

En considérant que toutes les impuretés sont ionisées, nous obtenons (built-in potential) qV bi =E g k B TlnN v N c N A N D qV bi = E G -(E C - E F n - (E F - E V p 15 Zone de char g e d'es p ace ZCE

Approximation d'une jonction abrupte

-x p x n N D - N A

Type pType n

Calcul du champ électrique dans ZCE

Neutralité électrique: x

p N A = x n N D

Extension de la ZCE: W = x

p + x n nDp A xxpourNqdxdxxpourNqdxd 00 2222
16

Zone de charge d'espace

Cas d'une jonction abrupte

-x p xn N D - N A

Type pType n

-E max E V biquotesdbs_dbs8.pdfusesText_14