Semiconducteur inhomogène - Diffusion

Objectifs

Diffusion

Courant de diffusion

Champ interne

Relation d'Einstein

Conclusions Exercices


Semiconducteur inhomogène : 7.4. Champ interne.

boule Soit un échantillon isolé semiconducteur  "N" dont le dopage est inhomogène ND(x).

boule L'échantillon  étant isolé, le courant qui le traverse est nul, donc :

Jn = q n(x) µn Ei(x) + q Dn dn(x)/dx = 0

Ei(x) : champ électrique interne (Built-in field) qui engendre un courant de conduction égal et opposé au courant de diffusion :

rel040 (V/cm)

A 3 dimensions :

rel041 (V/cm)

boule Dans le cas d'un semiconducteur "P" :

Jp = q p(x) µp E(x) - q Dp dp(x)/dx donc :

rel042 (V/cm)

A trois dimensions :

rel043 (V/cm)

boule Interprétation physique :

fig42

  • L'échantillon présente un gradient de la densité des atomes donneurs ND(x).
  • Il existe alors un gradient de la densité des électrons libres n(x).
  • Ces électrons diffusent des zones de fortes densités vers les zones de faibles densités.
  • Les électrons qui ont diffusé laissent "derrière eux" les impuretés pentavalentes ionisées positives qui leur ont donné naissance.
  • Ces impuretés occupent des positions fixes dans le réseau cristallin.
  • C'est la séparation des électrons et de leur site d'origine qui donne naissance au champ électrique interne.
  • Ce champ électrique interne crée sur les électrons une force de "rappel" qui tend à les faire revenir vers leur position initiale. 

Loi de la biologie autoroutière de Drew : Le premier insecte qui vient s'écraser sur un pare-brise propre le fait juste au niveau des yeux du conducteur.


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Dernière mise à jour : le 25 février, 2004 Auteur : Bernard BOITTIAUX