TDN°1mecaniqueelectron

Université Kasdi Merbah Département Mécanique 3ème année Licence Maintenance Industrielle
TD N°1
Electronique fondamentale
Exercice N°1
a. Semi conducteur Intrinsèque
On considère un semi conducteur intrinsèque dont les densités équivalentes d’états
énergétiques dans la bande de conduction et dans la bande de valence sont notées
respectivement Nc et Nv.
1. Rappelez les expressions de la densité d’électron n dans la bande de conduction et la
densité de trous p dans la bande de valence.
2. En déduire l’expression de la densité intrinsèque ni et la position du niveau de Fermi
intrinsèque EFi.
Le semi conducteur considéré est du silicium de largeur dee bande interdite(ou de gap)
EG=4.1ev et pour lequel Nc=2,7.1019 cm-3 et Nv=1,1.1019 cm-3.
3. Calculez sa densité intrinsèque et la position du niveau de Fermi à 27°C ,127°C et
227°C, On rappel qu’à 300°K, KT==0.026ev, on prendra comme référence
énergétique, le haut de la bande de valence (EV=0ev).
b. Semi conducteur Extrinsèque
Le semi conducteur est dopé avec du phosphore (group V du tableau de Mendeleïev) de
concentration 1018 cm-3.
4. Calculer à 27°C la densité d’électrons du Si ainsi dopé. En déduire la densité de trous.
Quel est le type de semi conducteur ainsi obtenu ?
5. Calculez à 27°C la position du niveau de fermi EF puis donnez une représentation du
diagramme de bandes du silicium ainsi dopé.
Exercice N°2
Un relevé expérimental sur une diode au silicium à donné le tableau suivant :
Vd(V)
Id(A)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
0,58
0,6
0,6
1
0,7
3
0,75
4
Tracer la caractéristique de cette diode.
Quelle est la valeur de la résistance dynamique Rd pour 0,6 I(A) 3.
Déterminer la tension de seuil Vs.
Donner le schéma électrique de cette diode dans le sens passant.
Sachant que la puissance maximale dissipable est Pmax=3W, calculer Imax et Vmax.
Sachant que la jonction est à une température j=125°C, que la diode placée à la
température ambiante A=25°C, calculez la conductance thermique 1/RTh Lorsqu’elle
dissipe la puissance maximale.
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7. Supposons maintenant que cette diode soit insérée dans le circuit représenté sur la
figure suivante(R=0,325), déterminer la valeur de E pour que la droite de charge
passe par le point (VD=0V et ID=4A). En déduire le point de fonctionnement P après
avoir tracé la droite de charge.
Exercice N°3
1. Tracer l’allure de ve(t), vs(t) et vR(t) pour les circuits suivants : on donne :
Ve(t)=Esint, avec E2E1E, les diodes sont supposées idéales).
2. Quelle est la fonction réalisée par ces circuits ?
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