04Extrait_Physique_Electronique [Mode de compatibilité]

Julie.Balan

Description

• redaction - matière potentielle : des exercices

Conseils d'utilisation La navigation se trouve dans la barre située au bas de chaque page. De façon générale elle permet l'accès aux pages précédente et suivante, au plan général ou au plan du chapitre. Elle permet aussi l'accès aux exercices et à leur solution. Le bouton qui peut apparaître sur certaines pages indique qu'elles ne sont pas terminées.Il suffit de cliquer dessus pour progresser dans la page. Les liens hypertexte permettent une connexion directe sur des pages précises.

• constantes physiques générales
• champ électrique de claquage
• approche progressive
• largeur de bande interdite
• accès aux exercices
• constante de plank
• plans généraux
• plan général
• constantes physiques
• pages
• page

Sujets

• Valence
• Général
• Constante
• Physique
• Approche (typographie)
• Largeur
• Électricité

Informations

• Publié par: tocam
• Nombre de lectures: 38
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

Conseils d’utilisation
La navigation se trouve dans la barre située au bas de chaque page.
De façon générale elle permet l’accès aux pages précédennttee et suivante, au plan généraall ou au plan duu cchhaapitre. Elle nntteeaalluu cchhaa
permet aussi l’accès aux eexxeerrccices et à leuurr ssoolution.
eexxeerrccuurr ssoo
clic
Le bouton qui peut apparaître sur certaines pages indique qu’elles ne sont pas terminées.Il suffit de cliquer
dessus pour progresser dans la page.
Les liens hhyyppeertexte permeetttteent une connneexxiion directe suurr ddes pages préécciissees. Ils apparraaiissssent en bleu souligné
avant d’avoir été visités et en rouge souligné après.
Une liste des constantes physiques et des caractéristiques des différents matériaux semi-conducteurs est accessible
pour la rédaction des exercices.
La liste des symboles permet d’expliciter chacun d’entre eux. Elle renvoie systématiquement à la page d’ou l’on vient.
Plan GénéralDu Sable à la
Puce
Cliquequer ici pour commmeencer
Michel DAURIE Plan GénéralPhysique Electronique
• Introduction
• Bienvenue
• Démarche Pédagogique
• Objectifs
• Position du problème
• Un point d’histoire
• Chapitre I: Le matériau semi-conducteur
• Chapitre II: La jonction P-N
• Chapitre III: Transistors J-FET et Bipolaire
• Chapitre IV: Structure M I S et transistor M O S
• Liste des Symboles
• Constantes
Retour à la page d’accueilBienvenue
Ce cours correspond à une approche très physique du fonctionnement des composants
semi-conducteurs.
Il peut s’adapter à différents niveaux de compréhension en partant de l’aspect purement
descriptif dans lequel on admettra un certain nombre de relations mathématiques
néécceesssaires et alllleerr jusqu’à leeuurr ddémonstrattiioonn complète ppoouur ceux quii vveeulent en saavvooir
beaucoup plus.
C’est une approche graduelle de la physique des composants permettant une bonne
compréhension de leur fonctionnement ainsi que des limitations des circuits dans lesquels
ils sont utilisés.
Plan GénéralDémarche Pédagogique
Ce support de formation a été conçu dans le cadre d’une pédagogie par objectifs.
Il repose sur un cours à plussssiiiieeeeuuuurs niveaux et des exercices reeeepppprrrrééééssssentatifs de llll’’’’eeeennnnssssemble du savvvvooooiiiirrrr et du savoir ffffaaaaiiiirrrre à acquérir....
er
Le 1 niveau est nécessaire à la réalisation des exercices.
Les niveaux suivants correspondent à des approfondissements accessibles à l’aide de liens hypertextes; ils ne
sont pas indispensables en 1ère lecture mais permettent d’acquérir une vision plus globale de la discipline et font partie de la
connaissance nécessaire à un Ingénieur.
Chaque exeerrcciiccee sera associiéé àà dd’autres de mêêmmee type de façoonn àà proposer:
•des correction complètes et des remarques d’ordre méthodologique ou conceptuelles afin de couvrir au mieux le
domaine correspondant.
•1 exercice à rendre
Des QCM permettront éventuellement de tester le niveau de compréhension afin de permettre une progression
cohérente. Cette approche progressive devrait permettre l’acquisition rapide d’une bonne autonomie.
N’oubliez pas toutefois que vous pouvez contacter votre tuteur via la plate-forme de diffusion (e-mail,
forums,…).
Les objectifs de ce support de formation sont indiqués sur la page suivante « Obbbbjjjjeeeecccctifs du courssss »
Plan GénéralObjectifs du Cours
L’objectif général de ce cours est de comprendre le fonctionnement des
composants semi-conducteurs. Il doit permettre de savoir « Dimensionner » un
composant en vue d’une application précise et de comprendre les limitations
inhérentes à ce dimensionnement.
•Les objectifs du premier chapitre sont:
•Étudier les caractéristiques des matériaux semi-conducteurs permettant d’établir les relations
explicitant le fonctionnement des composants actifs.
•Les objectifs du deuxième chapitre sont:
•Décrire et caractériser la jonction P-N (diode) afin de pouvoir en établir un modèle utilisable dans les
circuits et donner des exemples d’applications.
•Les objectifs du troisième chapitre sont:
•Étudier les composants actifs que sont le transistor J-FET et le transistor bipolaire dans l’optique de
relier leurs performances aux caractéristiques géométriques et technologiques.
•Les objectifs du quatrième chapitre sont:
•Étudier la structure M I S afin d’expliciter le fonctionnement du transistor M O S et de le caractériser.
Plan GénéralPosition du problème
La résolution d’un problème passe généralement par la réponse à trois questions qui sont illustrées ci dessous.
Par ou vais-je passer?
De quoi est-ce
Quel est mon
que je dispose?
objectif?
- De quoi est ce que je dispose? Ce sont généralement toutes les données ou des constantes physiques, électriques…etc.
- Quel est mon objectif? Cela correspond au résultat cherché
- Par ou vais-je passer? Pcela consiste en la décomposition du problème en éléments simples permettant de relier objectif
et données.
La méthode de résolution que nous adopterons consiste à partir du résultat escompté (généralement représenté
par une expression mathématique ou pouvant s’y rattacher) et à décomposer logiquement les calculs pour
redescendre jusqu’aux données. Arrivé à ce stade, il suffira de refaire le chemin inverse.
Plan Générale
e
e
m
m
m
m
m
m
m
m
e
m
e
Constantes Physiques et électriques
Constantes Physiques générales
–19 –15
q (Charge élémentaire)= 1,602 10 Cb h (Constante de Plank)= 4,14 10 eV.s
–10 10
m (masse de l’électron)= 0,9108 10 kg c (Vitesse de la lumière)= 2,998 10 cm/s
23
–14
N (nombre d’Avogadro)= 6,03 10 molécules/mole
(permittivité du vide)= 8,854 10 F/cm
0
–5
k (Constante de Boltzmann)= 8,619 10 eV/°K U =kT/q = 25,857 mV; (26 mV à 300 °K)
T
Constantes électriques des semi-conducteurs (T=300 °K) d’après S.M SZE
Ge Si As Ga
Largeurr ddee bande interrddiittee E (eV) 0,66 1,1122 11,,43
G
–3
Densité effective d’états (cm )
19 19 17
- dans la bande de Conduction N 1,04 10 2,8 10 4,7 10
C
19 19 18
- dans la bande de Valence N 6,1 10 1,02 10 7 10
V
3 13 10 7
Concentration Intrinsèque n (at/cm ) 2,4 10 1,6 10 1,1 10
i
2
Mobilités pour un matériau Intrinsèque (cm /Vs)
- électrons 3900 1500 8500
n
600 400
- trous 1900
p
16 11,8 10,9
Constante diélectrique relative ( )
r
Champ électrique de Claquage (V/ m) ~ 10 ~ 30 ~ 40Résistivité en fonction du dopage.Abaque des mobilités pour le Silicium.