Jonction pn abrupte +

1
Jonction p-n
Jonction p
Jonction p- -n n
• Description phénoménologique
• Jonction p-n abrupte
• Champ électrique dans la jonction
• Répartition du potentiel
• Tension de diffusion
• Largeur de la zone de charge d’espace
• Calcul exact
Jonction p-n
Jonction p
Jonction p- -n n
•Description phénoménologique
• Jonction p-n abrupte
• Champ électrique dans la jonction
• Répartition du potentiel
• Tension de diffusion
• Largeur de la zone de charge d’espace
• Calcul exact

2
Description
Description
Au contact - - -- -- - - -- + + ++ ++ + + ++
A l’équilibre - - -- -- - --
-++ +
+++ + + ++
Avant contact - - -- -- - - -- + + ++ ++ + + ++
Type p Type n
Type p Type n
Rappels
Rappels
+ + ++ ++ + + ++
≃
2
i
n
p
Nd
≃
n Nd
et
Nd>>Na≈
≈≈
≈0
Type n
Équation de neutralité électrique
+
= +
n p Nd
Tous les donneurs sont ionisés
+
=
Nd Nd
(
)
(
)
=
F c c
E E -kT Ln N T Nd
- - -- -- - - --
(
)
(
)
=
F v v
E E +kT Ln N T Na
−
+ =
n Na p
Na>>Nd≈
≈≈
≈0
Type p
Tous les accepteurs sont ionisés
−
=
Na Na
Équation de neutralité électrique
≃
p Na
≃
2
i
n
n
Na
et

3
Jonction p-n
Jonction p
Jonction p- -n n
•Description phénoménologique
•Jonction p-n abrupte
• Champ électrique dans la jonction
• Répartition du potentiel
• Tension de diffusion
• Largeur de la zone de charge d’espace
• Calcul exact
Charges d
Charges d’ ’espaces espaces
- - -- -- - -- -++ +
+++ + + ++
Type p
Type p Type n Type n
1
(
)
(
)
( )
ρ = − −
ρ =
x q p n Na
x 0
2
(
)
ρ = −
x qNa
3
(
)
ρ =
x qNd
4
(
)
(
)
( )
ρ = + −
ρ =
x q Nd p n
x 0
= =
n p 0
x
ρ
-
+

4
Jonction p-n
Jonction p
Jonction p- -n n
•Description phénoménologique
•Jonction p-n abrupte
•Champ électrique dans la jonction
• Répartition du potentiel
• Tension de diffusion
• Largeur de la zone de charge d’espace
• Calcul exact
x
ρ
-
+
0
x
p
x
n
Champ
Champ é électrique dans la jonction lectrique dans la jonction
-- - -- -++ +
+++ +
Type p Type n
1 2 3 4
Région 1 ; x<x
p
, ρ(x)=0
(
)
=
F x 0
∂
=
∂
∫
p
x
x
F
dx 0
x
(
)
= −
F grad V
( )
∂
= −
∂
V
F x
x
(
)
ρ
∂ ∂
= − = −
ε ∂
∂
2
2
x
V F
x
x
Équation de Poisson
zone neutre ρ(x)=0

5
x
ρ
-
+
0
x
p
x
n
Champ
Champ é électrique dans la jonction lectrique dans la jonction
-- - -- -++ +
+++ +
Type p Type n
1 2 3 4
Région 2 ; x
p
<x<0, ρ(x)=-qNa
( )
(
)
(
)
= − − +
ε
p p
qNa
F x x x F x
( )
(
)
= − −
ε
p
qNa
F x x x
∂
= −
∂ ε
∫ ∫
p p
x x
x x
F qNa
dx dx
x
(
)
ρ
∂=
∂ ε
x
F
x
Équation de Poisson
zone de charge d’espace
ρ(x)=-q Na
Continuité du champ électrique en x=x
P
F(x
P
)=0
Remarque : x négatif>x
p
donc F négatif
Champ
Champ é électrique dans la jonction lectrique dans la jonction
-- - -- -++ +
+++ +
Type p Type n
1 2 3 4
x
ρ
-
+
0
x
p
x
n
Région 4 ; x>x
n
, ρ(x)=0
(
)
=
F x 0
∂
=
∂
∫
n
x
x
F
dx 0
x
(
)
ρ
∂=
∂ ε
x
F
x
Équation de Poisson
zone neutre ρ(x)=0