Rappels

Rappels sur la physique des
composants
1. Bandes d’énergie
2. Porteurs
3. Jonction PN
IFIPS: Propriétés électroniques
Deuxième année Matériaux
Cédric KOENIGUER

Semiconducteur (SC) :
–bandes permises (bande de valence, bande de
conduction)
–Bande interdite (gap)
L’énergie de gap Eg est une constante du
matériau
1. Bandes d’énergie
1.1 Les différents niveaux d’énergie
Ec
Ev
Eg

SC non dopé : SC intrinsèque (niveau de Fermi intrinsèque : Ei)
Deux types de SC dopés :
– Type N (excès d’électrons)
– Type P (défaut d’ électrons : excès de trous)
Le niveau de Fermi (EF) repère la densité de porteurs :
1. Bandes d’énergie
1.2 Dopage et Niveau de Fermi
Ec
Ev
Ei
EF
EF
Type N Type P
EF
Non dopé
(intrinsèque)

1. Bandes d’énergie
1.3 Répartition des porteurs
( ) ( )
c
c
E
n N E f E dE
( ) ( )
Ev
v
p N E f E dE
( )/
1
() 1F
E E kT
fE e
Densité d’états
Statistique de Fermi-Dirac :
/2
cF
vF
EE
kT
c
EE
kT
v
Eg kT
c v i
n N e
p N e
pn N N e n
Pour un semiconducteur non dégénéré :
(Ev<EF<Ec)
A l’équilibre :
Hors équilibre : on associe deux quasi niveaux de Fermi à chaque type de porteurs

Équations d’évolution (continuité) :
r : taux de recombinaison (porteurs
minoritaires)
g : taux de génération (porteurs
minoritaires)
2. Porteurs
2.1 Quelques équations …
1()
1()
n n n
p p p
ndiv j g r
tq
pdiv j g r
tq
nn
n
r