La jonction PN idéale

Objectifs et Définitions

La jonction PN non polarisée

La jonction PN polarisée en direct

La jonction PN polarisée en inverse

La jonction PN en régime dynamique

Conclusions Exercices


La jonction PN idéale - 1.2 La jonction PN non polarisée.

1.2.3. Épaisseur de la Zone de Charge d'Espace.

L'intégration du champ électrique sur toute l'épaisseur de la zone désertée donne la valeur de la tension de la barrière de potentiel. On trouve :

Vb = q (NAxp2 + NDxn2)/2

Comme W = xp + xn on obtient  :

rel104 (µm)

C'est une épaisseur généralement très faible de quelque microns.

L'évolution de W en fonction de la tension de barrière est en Vb1/2 pour une jonction abrupte, on pourrait montrer qu'elle est en Vb1/3 pour une jonction graduelle.

Lorsque T alors Vb donc W .

Une zone désertée entre deux zones conductrices et assimilable à un condensateur  plan de section S (surface de la jonction) tel que :

rel105 (pF.)

Capacité de jonction (transition capacitance) à 0 V. Elle est de l'ordre du picofarad.

Dans la cas de la jonction abrupte, l'évolution spatiale du champ électrique dans la ZCE est triangulaire. Il existe une expression simple du champ électrique maximum :

EM = - 2 Vb/W

1.2.4. Répartition des porteurs.

fig104 En dehors de la ZCE :
  • pp = NA = densité des trous du côté "P".
  • pn = ni2/ND = densité des trous du côté "N".
  • nn = ND = densité des électrons du côté "N"
  • np = ni2/NA = densités des électrons du côté "P".

En reportant pp = NA et pn = ni2/ND dans :

 Rel101 on obtient :
rel106 (cm-3)

En reportant nn = ND et np = ni2/NA dans :

  on obtient :
rel107 (cm-3)

La densité des porteurs minoritaires de part et d'autre de la zone désertée est proportionnelle à l'inverse  de l'exponentielle de la tension de barrière. En conséquence :

Si par un moyen quelconque on peut faire varier la valeur de la tension de barrière, on va modifier très fortement la densité des porteurs minoritaires à la sortie de la ZCE . C'est le rôle de la polarisation de la jonction.

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Dernière mise à jour : le 15 mars, 2004 Auteur : Bernard BOITTIAUX