Semiconducteurs homogènes hors équilibre.

Objectifs

Définitions

Génération

Recombinaisons

Durée de vie

Conclusions Exercices


Semiconducteur homogène hors équilibre : 6.3 Génération.

boule  L'énergie nécessaire pour la création d'une paire électron-trou  dans un semiconducteur soumis à une perturbation extérieure peut être apportée par :

boule G' : taux de génération (cm-3.s-1)  (Génération rate): nombre de paires électron-trou créées par unité de volume et unité de temps.

boule Gth : taux de génération thermique caractérise la génération provoquée par l'agitation thermique.

boule G : taux de génération spécifique qui découle de l'excitation du semiconducteur  par la perturbation extérieure.

G' = Gth + G

(cm-3.s-1)

G = 0 quand la perturbation est supprimée mais Gth existe toujours (aux températures usuelles).

 

6.3.1. Génération par photons.

boule L'énergie du photon (h) est inférieure à la hauteur de la bande interdite (BI) du SC (Eg), il n'est pas absorbé et le semiconducteur est transparent.

boule L'énergie du photon (h) est supérieure à la hauteur de la BI du SC (Eg),  il est absorbé  et son énergie provoque la création d'une paire électron trou.

boule Les matériaux semiconducteurs absorbent fortement  les rayonnements dont la longueur d'onde est inférieure au seuil d'absorption fondamental :

lambda <=1.24/Eg(eV)

(µm)

6.3.2. Génération par radiations ionisantes.

boule Les particules de forte énergie perdent leur énergie en  créant des paires électron-trou.

boule Dans le cas ou la particule est complètement arrêtée dans le semiconducteur, le nombre de paires électron-trou créées permettra de déterminer son énergie (détecteurs nucléaires).

6.3.3. Génération par champ électrique intense.

boule Dans un semiconducteur soumis à un champ électrique très intense, les porteurs libres sont tellement rapides (porteurs chauds) qu'ils peuvent se comporter comme des particules ionisantes et créer des paires électron-trou.

boule Cet effet est cumulatif, les porteurs créés peuvent eux aussi acquérir de l'énergie et par "chocs ionisants" sur les atomes du réseau engendrer d'autres paires électron-trou.

boule Dans ce cas on est en présence de la multiplication des porteurs libres par  le phénomène d'avalanche

boule On caractérise l'efficacité de la création de porteurs libres par le phénomène d'avalanche  par le coefficient d'ionisation alpha(cm-1): nombre de paires créées par unité de longueur du parcours du porteur chaud.


Semiconducteurs homogènes hors équilibre.

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serveur eudil Dernière mise à jour : le 12 février, 2001 Auteur : Bernard BOITTIAUX