LED

A. Objectifs de la séquence:
à l'issue de la séquence, il faut être capable de:
•Comprendre le principe de fonctionnement de la
diode et de la LED
•Savoir retrouver les caractéristiques d’une LED à travers
une documentation constructeur.
•Calculer les éléments d’une structure permettant de
commander une LED.

B.)Rappel sur la diode.
Le dopage d'un semi-conducteur monocristallin avec des accepteurs d'un côté
et des donneurs de l'autre donne une jonction PN .
-
+- -
-- -
---
++
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
Type N Type P
Jonction P-N
Si Dopé
(au phosphore) Si dopé
(au bore)
Porteur de charge mobile
Electron
Trou
Charges statiques
-
+
Atome accepteur ionisé
Atome donneur ionisé
E
Le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium sont les trois semi-
conducteurs les plus utilisés.
Si la recombinaison d'un e- et d'un t+ n'est pas radiative →pas d'émission de photon .

SI et GE 4 e- à la périphérie.
B.1) Les semi-conducteurs
Un atome de silicium , comporte 14 électrons dont 4 électrons de valence. Les forces
de liaisons entre les atomes voisins résultent ,du partage de chaque électron de
valence d'un atome de silicium , par un de ses quatre plus proches voisins. Par
conséquent, en dépit de la disponibilité de quatre électrons de valence, peu d'entre
eux sont libres pour contribuer à la conduction.
Un semi-conducteur est donc un mauvais conducteur.
1)Principe

2)Dopage
Pour augmenter le nombre de porteurs, on introduit une impureté
soigneusement contrôlée dans un semi-conducteur intrinsèque
Le niveau de dopage habituel va de 1 atome d'impureté par 106à 108atomes de
silicium. Seul les propriétés électriques du semi-conducteur changent
notablement. La mobilité électronique s'accroît d'un facteur 100 à 1000.
Dopage N Azote (N) Phosphore (P) Arsenic (As) Antimoine (Sb) 5 e-à la périphérie1 e- libre
Dopage P Aluminium (Al) Gallium (Ga) Indium (In) 3 e- à la périphérie  1 trou+ libre.

C) LA DEL:(EN ANGLAIS LED LIGHT EMITTING DIODE)
symbole:
C.1) Principe:
P
N
Région active
Région morte
(+)
(-)
La recombinaison est radiative dans le cas du semi-conducteur à base de GaAs
Pour que ce phénomène de recombinaison radiative se manifeste encore faut-il
créer une forte population d'électrons dans la bande de conduction, et de trous
dans la bande de valence. C'est ce processus qui est appliqué dans les diodes
électroluminescentes et dans les diodes lasers, le phénomène portant le nom
d'électroluminescence.