Composants: fonctionnement, modÃ¨les (Richard Hermel) - IN2P3

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La jonction PN polarisée + + + - - - + - - - - - - + + + + - + + + + + - - + - - + + - + W P - - - P N - + + + - - - + - Contact ohmique Vext PN = 0 : Jonction à l’équilibre IDC = 0 les effets de la diffusion et du champ se compensent exactement, le courant est nul. Vext PN > 0 : Polarisation directe Réduction du champ électrique, la diffusion permet le passage d’un courant direct élevé. Vext PN < 0 : Polarisation inverse I DC I DC Vext PN Augmentation du champ, seuls quelques porteurs arrivent à franchir la jonction, le courant inverse est faible. Pour des dispositifs minces où l’on peut 2 négliger les phénomènes de recombinaison ⎛Vext ⎞ eD PN nni = IS exp⎜ −1⎟ IS ≈ A et où N D >>N A (N + P) ⎝ UT ⎠ NW A : section transversale de la diode A P W P : longueur de la zone neutre P Richard HERMEL LAPP Ecole d'électronique IN2P3 : Du détecteur à la numérisation Cargèse Mars 2004 10
La jonction PN en régime dynamique Pente r en (I I 0 ,V 0 ) I 0 direct inverse I S V 0 Vext PN N P I Vext PN V ≡ 0, I 0 r C La résistance dynamique r est la pente de la caractéristique au point de fonctionnement : r = U T / I 0 La capacité C rend compte des variations de charges stockées en fonction de la polarisation : En inverse, la jonction est équivalente à un condensateur plan, la capacité correspond à la variation du nombre de charges fixes dans la zone de charge d’espace lorsque ses dimensions changent, c’est la capacité de transition : ε ε SI : permittivité du silicium : ε rSi = 11.7 SI C = A W T W : largeur de la Zone de charge d’espace En direct, de nombreux porteurs de charges se trouvent en excès dans les zones « neutres », leur quantité varie avec la polarisation, c’est la capacité de diffusion qui s’ajoute à la capacité de transition C D est proportionnelle au courant direct : C D ⎛Vext ⎞ PN ∝ AIS exp⎜ ⎟ ⎝ UT ⎠ Richard HERMEL LAPP Ecole d'électronique IN2P3 : Du détecteur à la numérisation Cargèse Mars 2004 11
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