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Fig.1.1: Mobilité des électrons dans le silicium en fonction de la température

Fig.1.1: Mobilité des électrons dans le silicium en fonction de la température. a) Si-dopé n b) Si- dopé p A basse température, les mobilités obtenues pour différents taux de dopage montrent le rôle dominant des impuretés sur la mobilité qui est d’autant plus grande que N D(A) est faible.

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Fig.1.1: Mobilité des électrons dans le silicium en fonction de la température

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Presentation Transcript

  1. Fig.1.1: Mobilité des électrons dans le silicium en fonction de la température a) Si-dopé nb) Si- dopé pA basse température, les mobilités obtenues pour différents taux de dopage montrent le rôle dominant des impuretés sur la mobilité qui est d’autant plus grande que ND(A) est faible.

  2. Fig.2.1 : Formation d’une jonction E vide E vide Niveaux d’énergie du semiconducteur dopé p (à gauche) et dopé n (à droite). L’affinité électronique c est identique pour les SC n et p alors que le travail de sortie efs est différent suivant la nature du dopage n ou p. c c efsn efsp - - - - - - Ec Ec + + + + + + Efn Efv - - - - - - Ev Ev + + + + + +

  3. jdh Courant de diffusion jde jch Courant de conduction jce jdh + jde +jch +jce= 0 F(z) Le courant total est nul: Fig.2.2 : Jonction p-n à l’équilibre thermodynamique: Courants de diffusion et courants de conduction Électrons Trous eDf0

  4. Zone dépeuplée Ecp eDf0 Électrons Ecn EF Evp Trous Evn wp wn Fig.2.3 : Jonction pn abrupte à l’équilibre thermodynamique:tension de diffusion et largeur de la zone dépeuplée EF est le niveau de Fermi de la jonction La zone dépeuplée a pour largeur : w=wn+ wp La tension de diffusion est DF0.= Ecp – Ecn Région n: n = NCexp[(Ecn- EF)/kBT] = ND Région p: npo = NCexp[(Ecp- EF)/kBT] = ni2/NA

  5. z z Type n Type p z z z z (z) z z (z) z z Zone dépeuplée Fig.2.4: Jonction p-n abrupte à l’équilibre: Zone dépeuplée, champ et potentiel • Jonction p-n abrupte • Concentration des porteurs p et n • Densité volumique de charges • Champ électrique F(z) e) Potentiel électrostatique F (z)

  6. Evn Ecn Efn eV Efp Evp e(Df0 – V) Evn jdh Courant de diffusion jde jch Courant de conduction jce F(z) Fig.2.5 : Jonction pn polarisée en direct Quasi niveaux de Fermi Courants de diffusion et de conduction n(z=-wp) = ND exp[ - e (Df0 – V)/kBT] = np0 exp[ eV/kBT]

  7. Evn Ecn Efn eV Efp e(Df0 – V) Evp Evn Concentration des porteurs p(z) n(z) Excès de trous Dp Excès d’électrons Dn z Fig.2.6 : Jonction pn polarisée en direct Densité des porteurs Dn (z= - wp) = np0 (exp[ eV/kBT] – 1) Injection de porteurs minoritaires Dn : région de diffusion p de largeur Ln de l’ordre de 20 mm. Injection de porteurs minoritaires Dp : région de diffusion n de largeur Lp de l’ordre de 20 mm.

  8. Figure 2. 7 : Caractéristique de la jonction p-n( I0 est pris égal à 10-10 A)

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