LA CONDUCTIVITE DANS LES CONDUCTEURS ET SEMI CONDUCTEURS Doc
un semi conducteur, elle décroît fortement quand la température augmente Une modélisation de la courbe pour le semi conducteur donne une évolution linéaire de ln(ρ) en fonction de 1/T : Fig 1 résistivité d’un conducteur métallique (Cu) en fonction de la température Fig 2 résistivité d’un semi conducteur
Calcul de la résistivité des semi-conducteurs irradiés
Un composant à semi-conducteur soumis à des radiations (dans l'espace ou une station nucléaire par exemple) peut devenir défectueux Ces défauts ont des effets indésirables qui peuvent dégrader les performances Parmi ces effets l’augmentation de sa résistivité qui peut atteindre sa valeur maximale
Doc 1 : Etude expérimentale de l’évolution de la conductivité
Pour un métal, la résistivité croît linéairement (dans l’intervalle d’étude de 20 à 80 °C) avec t, alors que pour un semi-conducteur, elle décroît fortement quand la température augmente Une modélisation de la courbe pour le semi conducteur donne une évolution linéaire de ln(ρ) en fonction de 1/T (Fig 3)
Introduction aux semi-conducteurs La jonction PN
3 –Comparaison isolants, conducteurs, et semi-conducteurs I –Matériaux semi-conducteurs Classification en fonction de leur résistivité r[W m] Isolant : r> 106W m Conducteurs : r< 10-6W m Semi-conducteur :intermédiaire Semi-conducteur E g~ 1 eV Isolant E g~ qqs eV Conducteur E g~ 0 eV ÷ ø ö ç è æ = s l Rr Energie (eV) E g
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS - unicefr
Physique des semi-conducteurs – A Chovet & P Masson 11 Chapitre I Généralités I 1 Conducteurs - Isolants - Semi-conducteurs Les matériaux ayant la plus faible résistivité à température ambiante, typiquement
Physique des Semi-conducteurs
isolants (non conducteurs) La résistivité des semi-conducteurs varie de 10-3 à 10+4 cm les électrons libres et les trous mobiles sont les porteurs de charges responsables de la conductivité électrique Un semi-conducteur peut être soit intrinsèque (pur) ou extrinsèque (dopé) par des impuretés
DM n 3 : Matériaux semi-conducteurs et diffusion thermique
DM n 3 Figure 1: Resistivité du cuivre en fonction de la température Questions On rappelle que la résistivité est définie comme l’inverse de la conductivité 1 Décrire les différents types de porteurs de charge dans un semi-conducteur (nom, charge)
RAPPEL SUR LES SEMI-CONDUCTEURS
RAPPEL SUR LES SEMI-CONDUCTEURS 1 GENERALITES Entre les conducteurs, généralement les métaux, dont la résistivité à température ambiante est de l'ordre de 10-6 à 10-4 Ω cm et les isolants, pour lesquels elle dépasse largement 1010 Ω cm, il existe un certain nombre de solides, les semi-conducteurs, dont les
Cours de physique des composants à semi-conducteurs
Semi-conducteur empTérature (K) µ n (cm 2/V s) µ p (cm 2/V s) Si 300 1500 500 Si 1200 25 7 Ge 300 4000 2000 GaAs 300 8500 400 E c −E v V)(e 1,12 0,66 1,43 Calculer la conductivité des di érents semi-conducteurs aux températures données 2) Quelle énergie minimum doit avoir un photon pour provoquer une transition électronique
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Un semi-conducteur à l’état pur (intrinsèque) n’est pas un bon conducteur ni un bon isolant La résistivité des semi-conducteurs varie entre 10 -3 à 10 4 Ωcm (ou plus)
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PSI* CHAMPOLLION 1 AD Semi-Conducteurs
LA CONDUCTIVITE DANS LES CONDUCTEURS ET SEMI CONDUCTEURS Doc 1 : Etude expérimentale de la conductivité des solides avec la température :Une étude expérimentale permet de distinguer les différences entre deux types de solides : les corps
conducteurs et les corps semi-conducteurs. H La manipulation a donné les résultats suivants : l d R à20°C
Cuivre
(conducteur)50 m 0.2 mm ȍ 1,73.10-8 ȍ 1,97.10-8 ȍ
Germanium
(semi conducteur)2 cm 3 mm ȍ ȍ ȍ
(Fig 1 et 2) :à 80 °C) avec t, alors
que pour un semi-conducteur, elle décroît fortement quand la température augmente. Une modélisation
de la courbe pour le semi conducteur doȡ (Fig 3).Fig 1 rĠsistiǀitĠ d'un conducteur
métallique (Cu) en fonction de la température Fig 2 rĠsistiǀitĠ d'un semi conducteur (Ge) en fonction de la température 8PSI* CHAMPOLLION 2 AD Semi-Conducteurs
Les corps conducteurs sont les métaux et leurs alliages.Métaux purs :
Leur résistivité est très faible (10-8 à 10-6 ȍcroît en fonction de la température.
Alliages :
Leur résistivité est nettement plus forte que celles des métaux qui les constituent et augmente en
fonction de la température, mais moins que celle des métaux.Semi conducteurs :
Ce sont des corps comme le germanium, le silicium (éléments du groupe IV de la classification
exemple). Leur résistivité est comprise entre 10-5 et 105 ȍ température augmente.Fig 3 modğle linĠaire lnʌ = c+b/T pour
un semi conducteurPSI* CHAMPOLLION 3 AD Semi-Conducteurs
Doc 2 : Structure de bande des solides :
des liaisonsde covalence ou des liaisons métalliques. Ces deux types de liaisons correspondent aux deux
catégories principales de solides : les isolants et les conducteurs.Dans un isolant, tous les électrons des couches atomiques externes sont liés. Dans un métal, certains
ctrique. anglais).inférieure à une certaine valeur İf appelée énergie de Fermi sont occupés. La distinction entre isolant et
position du niveau de Fermi dans le digramme énergétique des bandes (cf. Fig 4).Ge Si GaAs Diamant Silice
İg (eV) 0,67 1,14 1,43 5,4 10
Dans un métal,
est spectaculaire pour un semi conducteurconductrices ne sont observées que pour des matériaux dont la largeur de bande interdite est faible
(autour de 1 eV). Pour de plus grandes largeurs de bande interdite (plusieurs eV) le matériau reste
isolant à température ambiante. Fig 4 position du niveau de Fermi à T = 0 K dans le diagramme de bandes ou isolantPSI* CHAMPOLLION 4 AD Semi-Conducteurs
Doc 3 : les porteurs de charge électrique et leur déplacement qe = -e = -1,6.10-19CDans les semi trous »,
charge positive : qtrou = +e = 1,6.10-19C uction par unité de volume) et p la densité de trous. champ électrique, les porteurs de charge sont animés de mouvements désordonnéssuccessifs, le mouvement est rectiligne, à vitesse constante. Le déplacement moyen des porteurs est
nul. Dans un champ électrique, les porteurs sont soumis à une force ܨLa vitesse moyenne de déplacement des porteurs est proportionnelle au champ électrique : ݒ,,,&= µܧ
où µ est la mobilité des porteurs de charge : µp > 0 pour un trou, µn < 0 pour un électron et µp < -µn.Dans le cuivre : - µn = 3,2.10-3 m2.V-1.s-1
Dans le germanium : - µn= 0,39 m2.V-1.s-1 et µp = 0,19 m2.V-1.s-1 6 Fig 5PSI* CHAMPOLLION 5 AD Semi-Conducteurs
Le courant électrique résultant est la somme des courants des deux types de porteurs de charge :
quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35