Analyse des transistors à effet de champ MESFET GaAs

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA
RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE MENTOURI CONSTANTINE
FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR
DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE
N° d’ordre : ……..
Série : ……………
MEMOIRE
Présenté Pour l’obtention du diplôme de
Magister en Electronique
Option : Instrumentation
- Composants Electroniques et Systèmes -
Par :
GUIZA Douadi
Thème :
Analyse des transistors à effet de champ
MESFET GaAs
Devant le jury:
Président : Mimia MARIR-BENABBES Prof. Univ Constantine
Rapporteur : Cherifa .AZIZI Prof. Univ Oum El-Bouaghi
Examinateurs : Thouraya BOUCHMAT Prof. Univ Constantine
Farida MANSOUR Prof. Univ Constantine
Soutenu le : / / 2009

Je remercie ALLAH le Tout-puissant de m’avoir donner le courage,
la volonté et la patience de mener à terme ce travail.
Cette mémoire a été effectuée au département d’électronique,
faculté des sciences de l’ingénieur, sous la direction de : Mme
Cherifa AZIZI, Professeur à l’Université de Oum El Bouaghi. Je lui
exprime particulièrement toute ma reconnaissance pour m’avoir fait
bénéficier de ces compétences scientifiques, ses qualités humaines et sa
constante disponibilité.
J’exprime mes sincères remerciements à Madame M. Marir, Professeur
à l’université de Constantine, d’avoir accepter de présider le Jury de cette
mémoire.
Je remercie aussi sincèrement Madame Thouraya BOUCHMAT,
Professeur à l’université de Constantine, d’avoir accepter de faire partie du
Jury.
Je remercie Madame Frida MANSOUR, Professeur à l’université de
Constantine, d’avoir accepter de faire partie du Jury.
Je remercie tous les enseignants qui est contribué à mon travail,
surtout monsieur:Bader-Eddine Marir, Professeur à l’Université de
Constantine.
Finalement, je ne pourrais terminer sans remercier très
chaleureusement tous ceux qui ont largement contribué à l’aboutissement de
ce travail
.

Je dédie ce modeste travail
A mes chers parents
A mes frères et mes sœurs
A toute ma famille
A mon encadreur Mme Cherifa AZIZI
A tous mes collègues et mes amis.
A tous ceux qui ont sacrifié leur temps pour la science
et à tous ceux qui ont utilisé la science pour le bien
et la prospérité de l’humanité.
DOUADI

SOMMAIRE

SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE………….……...…………………..…………....…1
CHAPITRE I ETAT DE L
’ ART DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP
I-: Introduction……….……………….…...…………………………………………….…..3
II-: Les transistors à effet de champ………..……………….…….…….…..…………….…3
II-1: Généralités………………………………..…………………...…….….…....……3
II-2: Le transistor à effet de champ à jonction (JFET)………………………....….…...6
II-3:Transistor à effet de champ à grille isolée (MOSFET)…………………………....8
II-4: Transistor à effet de champ à contact Schottky (MESFET)………………...…..11
II-5: Le transistor HEMT……………………………………………………………...13
III-: Conclusion...…….......…………….…………………………………………………..16
CHAPITRE II
LE TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP MESFET GaAs
I- :Introduction…….………….…………………………………...……………….…….…17
II- : Propriétés des matériaux III-V ...……………….……………………………………..17
II-1: Structure cristalline des matériaux III-V. ……………………………………….…18
III-: Arséniure de gallium ………………………………………...………….…………....19
III-1: Propriétés électroniques du GaAs …………………………………..…………19
III-2: Fabrication du substrat semi-isolant GaAs …………………………...………21
IV-: Le contact métal-semiconducteur …………………………….……………...….......21
IV-1: Diagramme des bandes d'énergie …….………..……………...……………..…21
IV-2 : Barrière de potentiel et zone de charge d’espace …….…………………….….24
IV-3 : Courants dans la diode Schottky…………………………..…………………...25
V:Le transistor MESFET GaAs…………………………………………..………...…..…28
V-1: Structure du MESFET GaAs………………………..………………………..….28
V-2 : Le principe de base du MESFET………………….……………………………..29
V-3 : Procédés technologiques de réalisation du MESFET sur GaAs…………………32
VI -: Conclusion……………………………………………………...………………….…34
CHAPITRE III
ANALYSE DU TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP MESFET GaAs
I-:Introduction…………...…………….………………………...……………………….…..35 II-
:Equations fonctionnelles du MESFET intrinsèque à canal non uniformément dopé (cas du
MESFET à canal implanté)…………………………..……………. ………...............…..35
III-: Calcul du potentiel et du champ électrique…………..……..……………..……...….…37
IV-: Courant de drain dans le canal……………………………….…………………......…..40
V-:Transconductance et conductance de drain……………………….………………….....43
VI-: Effets des paramètres physiques et géométriques …………………………...……....…44
VI -1 : Influence des résistances d'accès….……….….…………………………………44
VI -2 : Effet de la loi de mobilité………………………………………….………...……45