Semi-conducteurs

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thedream01
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Semi-conducteurs

par thedream01 » 30 Oct 2008, 15:06

Bonjour,
Qu'est-ce que concrétement un semi-conduteur homogène?
Quelle est la différence entre un courant de diffusion et de dérive d'électrons?
Merci



Benjamin
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par Benjamin » 30 Oct 2008, 15:45

Bonjour,

Un semiconducteur homogène est un semiconducteur dans lequel les propriétés sont uniformes (constantes) dans l'espace. Par exemple, la densité de porteurs n(x,y,z)=n0=cte pour tout x, y et z. Un SC inhomogène, c'est un SC dont les propriétés sont inhomogènes. n(x1,y,z) != n(x2,y,z).

Ensuite, le courant de diffusion, c'est le courant dû au gradient de concentration des électrons. Il n'existe donc quand dans un SC inhomogène. Les porteurs diffusent des régions de forte densité vers les régions de faible densité. Cette diffusion est régie par le loi le Fick. Le phénomène cesse lorsque la répartition est redevenue uniforme. Le courant de dérive d'électron est le courant qui nait quand un électron est déviée du fait d'une force extérieur. Par exemple, un SC soumis à un champ E verra ses électrons subir la force F=-q*E, engendrant elle-même une dérive des électrons qui crée un courant.

thedream01
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par thedream01 » 30 Oct 2008, 15:56

Merci...
J'ai cela dit toujours un petit problème avec la notion d'homogéneité! Je ne fais pas la différence entre une SC homogène et un SC à l'équilibre thermodynamique.

Benjamin
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par Benjamin » 31 Oct 2008, 12:21

Un semiconducteur à l'équilibre est un SC tel que , tandis que pour un SC hors équilibre thermodynamique, . Mais rien n'empêche d'avoir avec n(x,y,z)=n0=cte pour tout x, y, z.

Ce lien peut t'aider à comprendre.

thedream01
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par thedream01 » 01 Nov 2008, 13:30

une dernière question:
On considère un SC dopé N.
En régime de forte injection, on a: Delta n >> n0 (Delta n: la variation de la densité des porteurs majoritaires. n0: densité des porteurs majoritaires à l'équilibre thermodynamique)
Je dois calculer la durée de vie T de ce semiconducteur:
Je trouve T = 1/(Beta*Delta n).
Cela est-il correcte?

Benjamin
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par Benjamin » 01 Nov 2008, 14:49

Tu veux parler de la durée de vie des porteurs je présume, plutôt que la durée de vie du SC ;). Il faut d'abord que tu regardes si tu as une recombinaison par centre pièges. Dans le cas où il n'y a qu'une recombinaison directe électron-trou, la durrée de vie est donnée par . Dans le cas d'une forte injection, et je dirais donc que la réponse est .

Après, il faut rajouter l'effet des centres pièges si il y en a.

thedream01
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par thedream01 » 01 Nov 2008, 15:23

Que représente pour toi la notation barrée?
Et je ne comprends pas l'hypothèse que tu as faite pour le régime de forte injection?! pour moi, c'est juste: Delta n >> n0.
PS: je parle bien de recombinaison directe! Il n'y a donc pas de centres de recombinaison

Benjamin
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par Benjamin » 01 Nov 2008, 15:37

est la densité d'électrons dans le BdC.
est la densité de trous dans le BdV.
La barre signifie qu'on est à l'équilibre thermodynamique.
Ensuite, j'ai , densité des électrons hors équilibre, et , densité des trous hors équilibre.
Les porteurs en excès sont et .
Dans le cas d'une injection par augmentation de température ou rayonnement (cas classique), on a .
Faible injection : si dopage N et si dopage P.
Forte injection : si dopage N et si dopage P.

thedream01
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par thedream01 » 02 Nov 2008, 00:19

Décidément, ce n'est vraiment pas mon truc cette matière!
Comment on peut avoir génération thermique de porteurs lorsqu'une jonction est polarisée (en directe ou en inverse)?

Benjamin
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par Benjamin » 02 Nov 2008, 00:44

Tu as constamment génération thermique de porteur. Reste à savoir leur importance par rapport aux autre courant. Si on regarde la zone de charge d'espace, dans le cas où la jonction PN est polarisée en direct, le nombre de porteurs de charges en excès est important, donc la génération thermique de porteurs dans la ZCE n'a pas d'importance. En revanche, en inverse, les seuls porteurs présents dans la ZCE sont les porteurs créés par génération thermique. Ce taux de génération va donner naissance à un courant électrique car les porteurs générés vont être entraînés par le champ électrique important qui règne dans la ZCE .C'est ce qui entraine le courant inverse qui existe dans toute jonction PN. Ce courant augmente un peu avec la tension inverse, jusqu'à l'avalanche. A faible tension, sa valeur est de l'ordre de la centaine de picoAmpère.

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