II) Jonction PN 1) Courant de diffusion 2) Jonction PN abrupte à l’équilibre thermodynamique a) Jonction abrupte b) Charge d’espace c) Tension de diffusion d) Potentiel et champ électriques e) Largeur de la zone de charge d’espace 3) Jonction PN abrupte polarisée a) Principe de fonctionnement en régime de faible injection: courant Une charge positive et une charge négative s'attirent. La jonction PN • Mise en contact d’un semi-conducteur de type P et d’un semi-conducteur de type N Diffusion : les électrons de la zone N viennent combler les trous dans la zone P Création d’une zone dépourvue de porteur mobile (zone de déplétion ou zone de charge d’espace) – Il existe alors une différence de Convient pour : Le chauffage dans les bâtiments commerciaux. Calculer le courant statique total traversant la jonction PN polarisée en directe. [Diodes et jonctions PN] Le courant de saturation finit par s'annuler non? Mais les atomes, eux, sont fixes se créent des zones chargées –et +. Potentiel de diffusion d'une jonction PN à l'équilibre A l'équilibre thermodynamique, il n'y a plus de courant électronique : la diffusion est contrecarrée par le champ électrique créé dans la zone de charge d'espace. Si on joint un semi-conducteur de type n avec un autre de type p, on obtient une jonction pn extrêmement utile dans des composantes électronique comme les diodes rectificatrices. Équilibre au niveau de la jonction PN sans champ électrique extérieur. Revenons sur Terre! En électronique, la zone de déplétion, aussi appelée zone de charge d'espace (ZCE), ou zone désertée, correspond à la région qui apparaît dans une jonction P-N, Le courant de diffusion dépend fortement de la barrière de potentiel : plus la tension de déplétion est forte, plus les charges auront du mal à traverser la zone de déplétion par diffusion. ainsi la courant de diffusion Id. Caractéristique inverse (V d < 0). Au voisinage de la jonction , les trous de la zone P vont neutraliser les électrons libres de la zone N (il y a diffusion des charges). Dans une jonction PN au repos (aucune tension ne la traverse), il y a deux courants : un courant de dérive et un courant de diffusion. Richard HERMEL LAPP Ecole d'électronique IN2P3 : Du détecteur à la numérisation Cargèse Mars 2004 2 Sommaire • Semi-conducteurs • La jonction PN • Composants • Le transistor bipolaire • Le transistor MOS • Briques de base en analogique CMOS • L’amplificateur opérationnel A partir de ces éléments nous analysons l'électroluminescence de jonctions p-n dans chacun des deux poly-types. • Capacité de diffusion d’une jonction courte P+N p 2 N T d2D W V I C!! Cette polarisation augmente la barrière de potentiel, donc la zone de déplétion, et diminue voir annule le courant de diffusion. Cette courbure fait apparaître une différence d'énergie potentielle électrostatique de qV d. Figure 4 : Diagramme d'énergie d'une jonction PN à l'équilibre thermodynamique. Les capacités de diffusion et de transition augmentent. ainsi la courant de diffusion Id. •la determination de la caractéristique statique reviens a déterminer la fonction : i a =i a (v a). ** Densité de courant de diffusion ** Densité de courant total 1.3 Distribution graduelle d’impuretés ** Champ électrique induit ** Relation d’Einstein 1.4 Effet Hall 1.5 Génération-Recombinaison 1.6 Porteurs en excès ** Equation de continuité ** Equation de diffusion ** Conduction dans les isolants 2. L’électronique, on po… ! Le schéma (figure 7) aux petites variations en hautes fréquences de la diode passante sera alors le suivant : eg +-rd CD Rg Figure 7 : Schéma équivalent en H.F. de la jonction en direct. 2. iinv est le courant de saturation inverse ou courant de fuite. De la jonction pn •soit une jpn polarisée à une tension ct. v a, traversé par un courant i a. Si une tension (+ ve.) La volonté augmente; Will diminue; Will reste le même Figure 4 : Jonction PN polarisée en direct. La représentation ne montre que les porteurs majoritaires. Pompe circulation à rotor noyé Grundfos UPS 20-60 N 150, Raccordement G 1 1/4, Pression de service PN 10, Entraxe 150 mm. Le courant de dérive est le courant électrique provoqué par les particules attirées par un champ électrique. Jonction PN polarisée en inverse : capacité de transition CT. Jonction PN polarisée en direct : capacité de diffusion CD. Coefficient de diffusion p 58 2°) Densités de courant de diffusion p 59 a°) Cas des électrons : p 59 b°) Cas des trous : p 59 III Densités de courant totales dans un semiconducteur p 60 Depuis son invention en 1948, le transistor bipolaire à jonction s'est considérablement développé et a été utilisé dans tous les créneaux : (électronique analogique, électronique numérique et électronique de puissance). Jonction PN E diffusion recombinaison. – polarisation inverse, on applique une tension négative sur l'anode de la diode -zone P-. Prenons une jonction PN polarisée en inverse. La jonction étant à l’équilibre, le courant total qui la traverse nul : j j j jcn cp dp dn+ + + =0 Cette égalité entre courants de diffusion et de conduction est réalisée lorsque les niveaux de Fermi de part et d’autre de la jonction sont alignés. 2 Courant de dérive dans une diode à jonction pn; 3 références; Aperçu. Le diagramme d'énergie de la jonction PN comporte donc une courbure des bandes de conduction et de valence. Transcription . Courant de porteurs minoritaires dans les régions neutres • La distribution connue, on peut facilement calculer le courant qui est un courant de diffusion: 19 dx dp x J p x eD p ( ) dx dn x J n x eD n ( ) Hypothèse : pas de Phénomènes de G-R dans la ZCE J(V) J p ( W p ) J n (W p ) J p (W n ) J n ( W p) La jonction p-n Caractéristiques de base A l’équilibre Zone de charge d’espace caractéristiques courant-tension Champ de claquage Hétérojonction Science et génie des matériaux, Romuald Houdré - 2006 /2007 1 Plan du cours 1. Puis au bout d’un certaine temps (3) le phénomène se stabilise On fait l'hypothèse que les courants de chaque porteurs Admettre ne varient pas dans la zone de charge d'espace. Il combine deux jonctions PN. Les charges présentes dans la zone de déplétion vont entrainer l'apparition d'une tension entre les régions N et P. Les électrons et trous auront du mal à passer cette barrière de tension, qui les repousse. Ce dopage change de type de part et d'autre de la jonction, passant d'un dopage de type p à un dopage de type n. En pratique, il est difficile de faire passer abruptement la densité de dopants (par exemple des donneurs) d'une valeur constante $${\displaystyle N_{D}}$$ à 0. La jonction PN. ®densité de courant [A/cm2] : V T= kT/q =26 mV à 300°K, potentiel thermodynamique [V] J n q n nEq n V T gradn ¾¾® =µ+µ! download Plainte . Le terme est le plus couramment utilisé dans le contexte des électrons et des trous dans les semi - conducteurs, bien que le même concept s'applique également aux métaux, aux électrolytes, etc. ces porteurs se recombinent lorsqu'ils se rencontrent et ne sont plus porteurs. 157 Caractéristiques courant-tension de jonctions P-N fabriquées par traitement laser (+) E. Fogarassy, A. Slaoui et P. Siffert CRN, Groupe de Physique et Applications des Semiconducteurs PHASE, 23 rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex, France (Reçu le 16 mai 1984, révisé le 15 novembre, accepté le 26 novembre 1984) Résumé. En polarisation directe, l'application de la tension V aux bornes de la jonction … La Jonction PN. De manière plus générale le courant de particule est proportionnel au gradient de concentration. Structure d'un générateur de tension : analyse statique et analyse petits signaux Montages photo-récepteurs bouclés. Il y a création d’un phénomène de diffusion. Polarisation en sens direct Lorsque l'extrémité de la région P est portée à un potentiel supérieur à celui de l'extrémité de la région N, on dit que la jonction P-N est polarisée en directe. Pour des fréquences très élevées il faut prendre en considération les inductances des connexions. on peut se reporter à la méthode de la diffusion qui consiste à faire évaporer des impuretés pour qu'ils pénètrent dans la pastille P de façon à former une zone N. La diffusion est utilisée dans la fabrication des diodes au silicium pouvant supporter de grandes tensions et de forts courants. Au moment de la formation de la jonction, on constate un déplacement des porteurs majoritaires (lacunes et électrons libres). La technique de la jonction par diffusion consiste essentiellement en une exposition à des vapeurs et en un échauffement modéré du semi-conducteur destiné à la fabrication de ces transistors. ), résulte une barrière de potentiel de hauteur \(V_0\) qui fait apparaître une dissymétrie électrique dans la jonction PN et permet d’expliquer la forme de la caractéristique (courant, tension) d’une jonction. Les premiers électrons et trous qui franchissent la limite pn sont ceux qui en sont les plus proches. •courant de diffusion créé par un gradient de concentration de porteurs. Cette polarisation augmente la barrière de potentiel, donc la zone de déplétion, et diminue voir annule le courant de diffusion. 16. Capacité de diffusion Cb’e de la jonction base-émetteur. Pompe de circulation à rotor noyé Grundfos UPS 20-60 N 150 96913106. Etude complète la jonction PN et le transistor en hautes fréquences : schémas équivalents. 5.4.5 Applications des diodes SCHOTTKY. Abdenour Lounis 35 Micropistes au silicium à deux dimensions Collections d’électrons et de trous sur les deux faces côté p+ et coté n+ p+ p+ p+ n+ n+ n+ n-bulk Double métallisation. ... (Quelques photons son absorbés dans la région de diffusion), le composant de la diffusion est limité. Title (Microsoft Word - 10-corrig\351.doc) Author: FORTUNIE Created Date: 4/15/2004 18:4:34 La raison à cela est qu'il va s'établir un courant de diffusion à travers les régions P et N, ainsi qu'un courant de dérive. Le courant de diffusion transfigure la jonction PN et transforme celle-ci d'une manière fort intéressante. Représenter la variation spatiale dans les zones P et N des différentes contributions du courant total (J n (x) et J p(x)). Une jonction PN existe entre l'émetteur et la région de base, une seconde existe entre le collecteur et la région de base. La diode à jonction est constituée d'une jonction PN. Cod: GRU 96913106 EAN: 5700313544523. La capacité de diffusion de la diode est proportionnelle à son courant I. Il a atteint son apogée dans les années 1970. Le courant traversant une jonction PN est constitué de courant de diffusion d i ff et de courant de dérive d é r i v e. À l'équilibre, quelle est la relation entre l'intensité de d i ff et celle de d é r i v e ? Lorsque l'on assemble les deux régions, la différence de concentration entre les porteurs des régions P et N va provoquer la circulation d'un courant de diffusion tendant à égaliser la concentration en porteurs d'une région à l'autre.