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b. Identifier les trois régimes différents.
c. Tracer des diagrammes de bandes pour les trois régimes différents afin d’expliquer ce
qui se passe dans ces trois différentes gammes de températures. Sur votre schéma,
inclure quelques niveaux d’énergie des dopants et dessiner quelques porteurs.
d. Donner une expression pour la concentration des porteurs majoritaires dans le régime
de température moyenne.
e. Trouver une expression pour la concentration des porteurs majoritaires dans le
régime de haute température (en fonction de Nc, Nv, Eg, kB, T).
4. A partir du 8 mars 2015, les détecteurs de fumée sont obligatoires dans les logements en
France. Pour encore plus de sécurité, vous décidez de vous fabriquer un détecteur de
chaleur. Vous fabriquez un dispositif où une alarme sonnera lorsque la concentration des
porteurs majoritaires changera rapidement en fonction de 1/T où T, la température, est égale
à 40°C.
a. Trouver une expression pour Tmax, la température à laquelle on passe du régime de
haute température au régime de température moyenne cités en III.3.d. et e.
b. Evaluer Tmax pour le cas du Si avec le dopage ci-dessus (III.1). Pourriez-vous utiliser
ce morceau de silicium pour votre détecteur de chaleur ? Justifier votre réponse.
c. Si vous avez répondu négativement, à III.4.b, quel matériau et quel dopage
utiliseriez-vous ? (voir tableau ci-dessous)
Nc (cm–3); densité effective
d’états dans la bande de
conduction
Nv (cm–3); densité effective
d’états dans la bande de
valence
III. Photoconduction
On éclaire une tranche de silicium dopé n de résistivité 0 = 2 .cm et d'épaisseur ep = 250 µm
par une lumière monochromatique = 1 µm sous un flux de 10 W.cm-2.
a. Calculer le flux de photons incidents (cm-2s-1) et le nombre de photons absorbés par unité de
surface par unité de temps dans l'épaisseur de la tranche (=0e-x avec = 1 cm-1 et en
cm-2s-1).
b. Sachant que chaque photon absorbé crée une paire électron-trou, calculer la vitesse de
création (taux de génération) G supposée uniforme dans toute l'épaisseur de la tranche.
Justifier l’hypothèse d’uniformité.
c. La durée de vie étant de = 10 µs et les mobilités des électrons et des trous étant
respectivement µn = 1500 cm2.V-1.s-1 et µp = 400 cm2.V-1.s-1, quelle est la résistivité de la
tranche éclairée ?