Physique pour l'électronique

A la fin du module, les étudiants seront capables de :

Dessiner des diagrammes de bandes d'énergie
Formuler l'équation de neutralité à partir des concentrations de porteurs de charge
Associer un mécanisme de transport à un profil de dopage
Représenter un profil de dopage
Déterminer, calculer et interpréter des caractéristiques électriques (densité de charge, champ électrique, potentiel électrique) dans le cadre d'une structure de matériaux donnée

Mathématique Licence 2 ou équivalent, physique de base particule, atome, niveau d'énergie niveau licence 2 ou équivalent, électronique niveau licence 2 ou équivalent

Chapitre I : Structure des semi-conducteurs.

Généralités sur les matériaux pour la microélectronique.
Niveaux énergétiques de l'atome
L'atome et le cristal de silicium
Semi-conducteurs intrinsèque et extrinsèque.
Niveau de Fermi.
Diagramme de bandes d'énergie

Chapitre II : Phénomène de transport dans les semi-conducteurs.

La conduction électrique des porteurs, notion de mobilité des porteurs
La diffusion des porteurs

Chapitre III : Semi-conducteurs hors équilibre thermique.

Niveaux d'injection
Mise hors équilibre d'un semi-conducteur
Equations de continuité.
Retour à l'équilibre dans le temps et dans l'espace

Chapitre IV : La jonction PN

Structure physique d'une diode PN
Notion de profil de concentration
Jonction à l'équilibre thermique.

Etudes de la zone de charge d'espace et des zones neutres (densité de charge, potentiel, champ électrique)
Répartition des porteurs dans la jonction
Etude qualitative des courants de diffusion et de conduction
Diagramme de bandes d'énergie


Jonction hors équilibre thermique

Répartition des porteurs en polarisation directe et inverse
Diagramme de bandes d'énergie hors équilibre
Calcul du courant
Effets capacitifs

Cet enseignement est une introduction à la Physique des semi-conducteurs. Les notions abordées sont :

Définition d'un matériau semi-conducteur
Diagramme des bandes d'énergie électrique
Semi-conducteurs intrinsèques et extrinsèques (dopage N, P)
Mécanismes de transport de charge (conduction et diffusion)
Jonction PN à l'équilibre thermodynamique

Enseignement en français.