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 - 1.3 La jonction PN polarisée en direct.

1.3.1. Définitions.

Polariser en direct : porter la partie "P" de la jonction à un potentiel positif par rapport à la partie "N".

On notera Vj est la différence de potentiel créée par la source extérieure au niveau de la jonction . Pour une polarisation directe, cette grandeur Vj est positive.

Le potentiel de la partie  "N" est le même, dans le diagramme énergétique ci-contre le niveau de FERMI  du côté "N" ne bouge pas.

Les énergies étant croissantes vers le haut, pour une augmentation du potentiel, - qV est négatif ,donc le niveau d'énergie descend vers le bas.

Lorsque le potentiel Vj est appliqué sur la partie "P" de la jonction, le niveau de FERMI du côté "P" descend de la quantité qVj.

La hauteur de la barrière de potentiel qui était de qVb sans polarisation est maintenant plus faible et elle vaut :

qV'b = qVb - qVj (eV)

Dans toute l'étude qui suit, on supposera que Vj < Vb, c'est le régime de faible injection.

En appliquant une polarisation directe, on diminue la hauteur de la barrière de potentiel qui existait quand la jonction n'était pas polarisée.

1.3.2. Épaisseur de la ZCE en polarisation directe.

Dans la relation : rel104 en  intègre : V'b = Vb - Vj , on obtient :

rel108 (µm)

En appliquant une polarisation directe, on diminue la largeur de la zone désertée.

1.3.3 Calcul du champ électrique maximum.

La jonction étant abrupte, le champ électrique dans la ZCE a une forme triangulaire et : E'M = - 2 V'b/W' :

rel109 (V/cm)

En appliquant une polarisation directe, on diminue le champ électrique de rétention de  diffusion, en conséquences, plus une jonction est polarisée en directe, plus la diffusion des trous de la région "P" vers la région "N" et la diffusion des électrons de la région"N" vers la région "P" vont être importantes. Il apparaît un courant : le courant direct.

Illustration ZCE et champ électrique dans une jonction polarisée http://jas2.eng.buffalo.edu/applets/education/pn/biasedPN2/BiasedPN2.html

La jonction PN idéale

Objectifs et définitions

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