Questions :
Q1. Quelle relation existe-t-il entre résistivité et conductivité d’un matériau ? Quelle est la valeur moyenne de la
conductivité des métaux ? Expliquer brièvement pourquoi.
Q2. Quelle est la différence entre un isolant et un semi-conducteur ?
Q3. Le passage du gap énergétique au sein d’un semi-conducteur entraîne la création d’une paire : électron libre –
trou dont chacun participe à la conduction du courant électrique. Expliquer le mécanisme de la conduction par trou
au sein d’un semi-conducteur intrinsèque.
Q4. Pourquoi un semi-conducteur constitué d’un monocristal de silicium a-t-il une conductivité quasi-nulle ?
Q5. Comparer la valence des éléments constituant les semi-conducteurs. Que constate-t-on ? Quels autres éléments
que le bore ou le phosphore pourraient également jouer le rôle d’impuretés ?
Q6. A température ambiante, l’agitation thermique est de l’ordre de 26 meV. Expliquer pourquoi un semi-
conducteur dopé conduit le courant électrique à cette température ?
Q7. La thermistance de type CTN étudiée lors de la séance précédente est constituée d’un semi-conducteur de type
n. Le comportement de sa résistance en fonction de la température est-il en conformité avec la théorie des semi-
conducteurs.
Q8. Comment peut-on justifier que la résistance des métaux augmente avec la température ?
Q9. Compléter le graphique de Onnes en précisant les axes et leurs unités. Que vaut la température critique du
mercure en °C ?
Q10. Comment a-t-on réussi à atteindre une telle température ?
Q11. Comment varie la résistance du mercure avec la température lorsque T < TC et T > TC ?
Q12. Si l’on veut extraire un électron de la bande de valence du silicium ( 1 eV), quelle doit être la longueur d’onde
utilisée ?
Q13. Quel est le rôle du champ électrique interne dans une cellule photovoltaïque ?
Q14. La tension aux bornes d’une cellule dépend peu de l’éclairement et vaut U = 0,56 V. Supposant qu’en
éclairement solaire perpendiculaire, l’intensité débitée vaut 200 A/m2, quelle est la puissance électrique émise en
W.m-2 ? Le Soleil apporte au max 1000 W.m-2. Quel est le rendement énergétique de la cellule ?