IMA 1 Contrôle électronique du 06/06/1998 1h30 avec documents

 

Composants semiconducteurs

 

On désire illustrer l'influence de la température sur le comportement d'une jonction abrupte en silicium. Pour cela on considère deux fonctionnements : l'un à la température ambiante 27 °C (T0 = 300 K; kBT0 = 0.025 eV) et l'autre à - 33 °C.

On donne pour le silicium à la température ambiante (T0) :

Pour la jonction :le dopage de la partie "P" est constant = 1.0 1020 m-3 et celui de la partie "N" = 1.0 1023 m-3 . On négligera les phénomènes de génération et recombinaison dans la zone désertée et on supposera que l'épaisseur de la zone "P" est beaucoup plus grande que la longueur de diffusion des électrons de même que l'épaisseur de la zone "N" est beaucoup plus grande que la longueur de diffusion des trous.

 

1°) Calculer aux deux températures (T0 et T1) la valeur de ni2 (en cm-6).

2°) Calculer aux deux températures (T0 et T1) la tension de barrière de la jonction (en Volt).

3°) Calculer aux deux températures (T0 et T1) l'épaisseur de la zone désertée (en µm).

4°) Calculer aux deux températures (T0 et T1) l'amplitude maximum du champ électrique dans la jonction ( en kV/cm).

5°) Tracer schématiquement mais avec les valeurs numériques l'évolution du champ électrique dans la jonction pour les deux températures considérées.

6°) On applique une tension directe de 0.5 V. sur la jonction. Calculer aux deux températures (T0 et T1) le courant (en mA/cm2) qui traverse la jonction.

7°) Déduire la valeur du temps de transit des électrons dans la zone désertée de la jonction (en nanoseconde).

 

On prendra q = 1.6 10-19 C.

 

 Remarques :


Voir la correction.

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serveur eudil  Dernière mise à jour : le 7 juin 1998 Auteur : Bernard BOITTIAUX