Que deviennent les niveaux d’énergie lorsque des atomes identiques se rapprochent à une distance atomique ?
Ils se dédoublent.
Quels états électroniques contient la bande de valence d’un cristal ?
Les états des couches périphériques, notamment ceux des électrons de valence.
Quelle bande permise se trouve immédiatement au-dessus de la bande de valence ?
La bande de conduction.
Quelle résistivité caractérise les isolants ?
Une résistivité supérieure à .
Quelle résistivité caractérise les conducteurs ?
Une résistivité inférieure à .
Comment se situe la résistivité des semi-conducteurs ?
Elle est intermédiaire.
Quel gap énergétique caractérise un semi-conducteur ?
Environ .
Quel gap énergétique caractérise un isolant ?
Quelques .
Quel gap énergétique caractérise un conducteur ?
Presque .
Combien de liaisons covalentes chaque atome de silicium forme-t-il avec ses voisins ?
Quatre liaisons covalentes.
Que peut créer la rupture d’une liaison covalente dans le silicium ?
Une paire électron-trou.
Dans quelle bande se déplace l’électron libre du silicium ?
Dans la bande de conduction.
Comment se déplace le trou dans la bande de valence du silicium ?
De proche en proche.
Qu’est-ce que le gap énergétique d’un semi-conducteur ?
L’énergie minimale nécessaire pour rompre une liaison.
Quels sont les deux types de porteurs de charge d’un semi-conducteur ?
Les électrons négatifs et les trous positifs.
Quel est le but du dopage d’un semi-conducteur ?
Contrôler la quantité de porteurs libres et donc la résistivité.
Quels atomes sont utilisés pour le dopage de type N ?
Des atomes du groupe V, généralement le phosphore ou l’arsenic.
Que libèrent les atomes donneurs du dopage de type N ?
Un électron.
Quels porteurs sont majoritaires dans un semi-conducteur de type N ?
Les électrons.
À quelle concentration est approximativement égale la concentration d’électrons dans un semi-conducteur de type N ?
À la concentration de dopage .
Quels atomes sont utilisés pour le dopage de type P ?
Des atomes du groupe III, généralement le bore ou le gallium.
Que créent les atomes accepteurs du dopage de type P ?
Un trou.
Dans une jonction PN, dans quel sens diffusent les trous et les électrons ?
Les trous diffusent de P vers N et les électrons de N vers P.
Dans une jonction PN, que créent les ions fixes laissés près de la jonction ?
Ils créent la zone de charge d’espace et un champ électrique opposé à la diffusion.
Qu’est-ce que la zone de charge d’espace d’une jonction PN ?
C’est la région proche de la jonction où se trouvent les ions fixes issus des recombinaisons.
Quels autres noms désignent la zone de charge d’espace ?
La zone de déplétion ou la zone désertée.
Qu’est-ce que la barrière de potentiel d’une jonction PN ?
C’est la différence de potentiel associée au champ électrique de la zone de charge d’espace.
Quelle est la barrière de potentiel d’une jonction PN au silicium ?
0,7 V.
Quel courant compense le courant de diffusion à l’équilibre dans une jonction PN ?
Le courant de saturation inverse des porteurs minoritaires.
En polarisation directe, que deviennent la barrière de potentiel et la zone de charge d’espace ?
Elles diminuent.
Quand le courant traverse-t-il facilement une diode en polarisation directe ?
Lorsque .
Quelle expression donne le courant direct d’une jonction PN ?
.
En polarisation inverse, que deviennent la barrière de potentiel et la zone de charge d’espace ?
Elles augmentent.
Quel est le courant d’une jonction PN en polarisation inverse hors claquage ?
Il est approximativement nul.
Qu’est-ce que la tension de claquage ?
La tension inverse limite au-delà de laquelle apparaît l’avalanche.
Comment les porteurs minoritaires déclenchent-ils une avalanche dans une diode ?
Accélérés par la tension inverse, ils arrachent des électrons de valence lors de chocs.
Quelle conséquence électrique produit l’avalanche dans une diode ?
Une réaction en chaîne provoque un courant inverse très important.
Quelles électrodes une diode à jonction PN possède-t-elle ?
Une anode A et une cathode K.
Combien de protons possède un atome de silicium ?
14 protons.
Combien d’électrons possède un atome de silicium ?
14 électrons.
Quelle configuration électronique possède le silicium ?
Combien d’électrons de valence possède le silicium ?
4 électrons de valence.
Quel principe interdit à deux électrons d’occuper le même état quantique ?
Le principe d’exclusion de Pauli.
À , quel est le gap énergétique du silicium ?
.
À , quel est le gap énergétique du germanium ?
.
Quelle est la structure cristalline de la maille du silicium ?
Cubique à faces centrées.
Qu’est-ce que la durée de vie d’un porteur ?
Le temps séparant sa génération de sa recombinaison.
Pourquoi un cristal dopé reste-t-il globalement électriquement neutre ?
Les électrons libérés ou capturés sont compensés par des ions fixes.
Quelle formule donne la barrière de potentiel à l’équilibre d’une jonction PN ?
Quelle relation définit la résistance dynamique d’une jonction en direct ?
.
Quel courant apparaît lors du blocage d’une jonction PN polarisée en direct ?
Un courant inverse transitoire.
Que doit subir la charge excédentaire stockée avant le blocage d’une jonction en direct ?
Elle doit être évacuée.
À quelle fréquence double le courant de saturation inverse du silicium avec la température ?
Il double environ tous les 7 °C.
Pourquoi le courant de saturation inverse du silicium augmente-t-il avec la température ?
La génération thermique des porteurs minoritaires augmente.
De combien diminue la barrière de potentiel du silicium par degré près de 300 K ?
D’environ 2 mV par degré Celsius.
Quel symbole désigne la tension d’une diode à jonction PN ?
Quel symbole désigne le courant d’une diode à jonction PN ?
Teste tes connaissances avec un QCM de 23 questions sur Semi-conducteurs et jonction PN.
1. Dans un cristal, des atomes identiques sont rapprochés à une distance de l’ordre de leur rayon atomique. Quelle évolution des niveaux d’énergie faut-il prévoir ?
2. Dans un cristal de silicium, quelle description correspond à la bande de valence ?
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