Composants à semi-conducteurs

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AXE 1 - Electronique
Environnement scientifique
et technique de la formation
Composants à semi-conducteurs : physiques des
dispositifs et circuits intégrés
RESPONSABLE
Philippe DOLLFUS
Directeur de Recherche
UMR 8622
OBJECTIF
- acquérir les bases théoriques utiles à la compréhension des mécanismes mis en jeu dans le
fonctionnement des composants semi-conducteurs
LIEU
ORSAY CEDEX (91)
PUBLIC
ORGANISATION
5 jours
10 stagiaires maximum
Cours : 20 h - travaux pratiques : 12 h
COÛT PÉDAGOGIQUE
1500 Euros
DATE DU STAGE
Réf. 20 12-I-04 : du lundi 11/06/12 au
jeudi 14/06/12
Janvier
Mai
Sept.
Février
Mars
Avril
Juin
Juillet
Août
Nov.
Déc.
20 12-I-04
Oct.
Ingénieurs, chercheurs dans le domaine de l'électronique désirant se former à la physique des
dispositifs semi-conducteurs
PROGRAMME
Connaissances de bases sur les matériaux semi-conducteurs (6 h de cours) - Des structures
cristallines du silicium et de l'arséniure de gallium aux modèles de transport élémentaires
(dérive-diffusion) : structure de bandes d'énergie, statistique d'occupation de ces niveaux,
modélisation du transport… La jonction PN, les diodes à SC (4 h de cours) - La jonction PN :
présentation et mise en équation avec le modèle dérive-diffusion - Courant direct en faible injection et
courant inverse (essentiellement génération dans la zone de charge d'espace) - Autres modes de
conduction en direct : courant de recombinaison, très forte injection, régime ohmique - Autres types
de diodes : Schottky, Gunn, tunnel Les transistors à effet de champ (3 h cours + 2 h travaux pratiques)
- Les différents transistors à effet de champ (JFET, MESFET, HEMT, MOSFET) - Applications
numériques CMOS, problèmes de dimensionnement pour " fin de roadmap ", technologies multi-grilles
sur SOI... - TP de simulation physique de MOSFET basé sur le logiciel commercial Silvaco
Technologies futures ou alternatives (3 h) - Transistors à nanotubes de carbone et en graphène,
dispositifs à blocage de Coulomb, et relatifs à l'électronique de spin (magnétorésistance géante,
jonctions tunnel magnétiques, MRAM...) Composants optoélectroniques à semi-conducteurs (4 h cours
+ 3 h travaux pratiques) - Matériaux semi-conducteurs pour l'optoélectronique - Effets de basse
dimensionnalité dans les composants optoélectroniques - Interactions lumière / semi-conducteurs :
absorption, émission spontanée, émission stimulée - Composants d'émission (diodes
électroluminescentes, diodes laser, VCSEL) : jonction PN en direct, cavités optiques pour les lasers,
condition de gain optique (inversion des populations), différents types de laser - Composants de
réception (photodiodes PIN, photodiodes à avalanche) et circuits associés Mise en œuvre de
transistors MOS (7 h travaux pratiques) - Modèles simplifiés des transistors MOS - Leur utilisation pour
concevoir des fonctions électroniques numériques (portes logiques) ou analogiques (sources de
courants, de tension, amplificateurs) - Simulations sous CADENCE pour retrouver les principales
caractéristiques des composants (paramètres des modèles) ou des circuits étudiés (temps de réponse
des circuits numériques, gain et résistance de sortie des circuits analogiques...) •Intervenants P.
Dollfus, J. Saint-Martin, E. Cassan, H. Mathias
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