Semiconducteurs homogènes hors équilibre.

Objectifs

Définitions

Génération

Recombinaisons

Durée de vie

Conclusions Exercices


Semiconducteur homogène hors équilibre : 6.6. Conclusions - Exercices.

boule Un phénomène extérieur (rayonnement lumineux, particules énergétiques, champs électriques intenses ..) peut créer des paires électron-trou. Cette création est caractérisée par un taux de génération spécifique : G  (nombre de paires électron-trou créées par unité de temps et unité de volume).

boule Dès qu'une génération augmente la densité des porteurs, il apparaît un phénomène de recombinaison caractérisé par un taux net de recombinaison : U (différence entre le taux de disparition des paires électron-trou et le taux de génération thermique) :

U =  k (n p - ni2)  (cm-3.s-1)

boule On relie le taux net de recombinaison à un paramètre theta appelé "durée de vie" tel que : U  = rapport entre l'écart de la densité des porteurs par rapport à l'état d'équilibre sur la durée de vie des porteurs excédentaires.

boule Dans le cas de la recombinaison assistée, la durée de vie dépend essentiellement de la densité des centres de recombinaison présents dans le semiconducteur.

boule Dans le cas d'un semiconducteur "N", la durée de vie des trous thetap détermine les phénomènes de retour à l'équilibre, inversement dans un semiconducteur "P", la durée de vie des électrons libres thetan est le paramètre prépondérant.

looker

Excercices

E.6.1 Durée de vie dans un semiconducteur non dopé

1°) On considère un semiconducteur non dopé mais contenant Nt centres de recombinaison par unité de volume. Le niveau d'énergie de ces états profonds est situé au milieu de la bande interdite, les sections de capture des électrons et des trous sont identiques (S ). A partir de l'expression de la durée de vie donnée par le modèle SHOCKLEY-READ-HALL, montrer que la durée de vie des porteurs excédentaires peut se mettre sous la forme :

rel033

où N0 = 2.5 1025 m-3.

En déduire l'expression de K

Rep : K = 1/(Nt S vth0) avec vth0 : vitesse thermique de l'électron de masse m0


Semiconducteurs homogènes hors équilibre.

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