Introduction aux composants optoélectroniques

C. Koeniguer 2008/2009
Composants et capteurs 1
Composants et capteurs
Introduction aux composants
optoélectroniques
1ère année IFIPS
Département Electronique
2008-2009
Cédric KOENIGUER

C. Koeniguer 2008/2009
Composants et capteurs 2
Plan
I. Généralités
1) Interaction rayonnement-semiconducteur
2) Etudes spectrales
3) Caractérisation des dispositifs
II. Etude de quelques composants
1) Les différents modes de fonctionnement
2) La photoconducteur
3) La photodiode
4) La diode électroluminescente

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Composants et capteurs 3
Rappels sur les énergies du photon et de l'électron
Généralités : interaction rayonnement-SC
Energie d'un photon :
kcE
hc
hE
h=
==
λ
υ
)(
)(
24.1
µm
eV
E
λ
=
k
BC
BV
k
BC
BV
Energie Energie
Ex : Si
Ex : GaAs
gap direct gap indirect
Eg
Eg
Energie d'un électron
dans un SC :
Energie
ch
nc /h
k

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Composants et capteurs 4
Liens entre les vecteurs d'onde
interaction photon-électron : choc élastique
• conservation de la quantité de mouvement
• conservation de l'énergie cinétique
±=−
±=−
phif
if
kkk
hEE
υ
17
10
600
28.62
−
≈≈= m
nm
k
ph
λ
π
110
10
10
10
28.6
−
−
≈≈= m
a
k
electron
π
phelectron
kk
>>
Les transitions radiatives
sont verticales
Généralités : interaction rayonnement-SC

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Composants et capteurs 5
Transitions radiatives
Gap directs :
E
k
E
c
E
v
E
k
E
c
E
v
hυ
hυ
émission
absorption
E
k
E
c
E
v
hυ
E
k
E
c
E
v
hυ
(non radiatif)
Gap indirects
:
Généralités : interaction rayonnement-SC