11/09/01 Cours d ’électronique analogique 100
SEMICONDUCTEURS
I – Quelques rappels de physique atomique – Traitement classique
Dans un premier temps nous allons essayer de comprendre les différences essentielles entre les matériaux conducteurs et les matériaux isolants. Nous montrerons que le semiconducteur est en fait un isolant un peu particulier
Equilibre des forces :
Energie cinétique :
Energie potentielle : Ep = -eV(V potentiel electrostatique à la distance r)Ep = travail à fournir pour amener un
électron de l'infini à la distance r :
L'energie totale est donc :
Pour extraire un électron il faut donc lui fournir de l'énergie.
r4e
rmV
0
22
πεπεπεπε====
r8emV2
1E0
2C 0
πεπεπεπε========
r4e
E0
2
p πεπεπεπε−−−−====
r8e
EEE0
2
pCtot πεπεπεπε−−−−====++++====
E
Ei
Energie d'ionisation
Représentation planétaire et traitement classique: Noyau: charge >0Electron: charge <0
e-
Noyau
V
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 101
SEMICONDUCTEURS
Avec le traitement classique du problème toutes les énergies sont possibles jusqu'à Ei.
Il existe cependant un problème de taille : comme l'électron gravite il perd de l'énergie et donc il doit s'effondrer sur le noyau au bout d'un certain temps.
Bohr : • l'électron ne peut prendre ou perdre que certaines quantité d'énergie nE (n étant entier)
• un atome qui se trouve dans son état de plus faible énergie ne rayonne pas (état fondamental)
• Si l'atome a été excité (au moyen d'une source d'énergie extérieure) il retournera au niveau fondamental (se desexcitera) en émettant un photon d'énergie E = hυ où h est la constante de Planck = 6.62 10-34 J/s et υ la fréquence.
I – Quelques rappels de physique atomique – Traitement classique
On définit ainsi des niveaux d’énergie, K, L, M, … sur lesquels on vient placer les électrons, 2 sur le niveau K, 8 sur le niveau L, 18 sur le niveau M, etc…
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 102
SEMICONDUCTEURSII – Quelques rappels de physique atomique – Traitement quantique
Orbitales atomiquesOn considère l'atome d'hydrogène. L'hamiltonien de l'électron dans son mouvement autour du noyau s'écrit :
L'équation aux valeurs propres s'écrit :
H ϕϕϕϕ = Eϕϕϕϕ (Eq. de Schrodinger)
ϕϕϕϕ : orbitale atomique ("trajectoire")
)r(Vm2H 22 rh
++++∇∇∇∇−−−−====
Energie cinétique Energie potentielle dans le champ Coulombien du noyau
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 103
SEMICONDUCTEURSII – Quelques rappels de physique atomique – Traitement quantique (suite)
Il existe bien sûr d'autres orbitales qu'il est impossible de représenter. Ce sont les orbitales d au nombre de 5, les orbitales f au nombre de 7.Chaque niveau principal (niveaux K, L, M,...) se décompose en ces différentes orbitales.
y
x
z
Orbitale s
y
x
z
y
x
z
y
x
z
Orbitales p
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 104
Au maximum 2 électrons peuvent se placer sur une orbitale donnée (PAULI)
Notation de physique atomique :
H 1 électron 1s1
He 2 électrons 1s2
.
.B 5 électrons 1s2 2s2 2p1
.Si 14 électrons 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
etc …
SEMICONDUCTEURSII – Quelques rappels de physique atomique – Traitement quantique (suite)
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 105
SEMICONDUCTEURSII – Quelques rappels de physique atomique – Traitement quantique (suite)
Orbitales moléculaires
Formons par exemple une molécule d’hydrogène
HH
Niveaux profonds pas ou peu modifiés et apparition de niveaux moléculaires
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 106
SEMICONDUCTEURSII – Quelques rappels de physique atomique – Traitement quantique (suite)
Orbitales moléculaires (suite)
Dans le cas de l'hydrogène :
H1 H2
E2
E1
e- e-orbitale antiliante
orbitale liante
Mise en commun des électrons périphériques (électrons de valence).
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 107
SEMICONDUCTEURSII – Quelques rappels de physique atomique – Traitement quantique (suite)
Orbitales moléculaires (suite)
Prenons un cas plus compliqué, celui d'une molécule constituée, par exemple, de deux atomes de carbone, et regardons ce qui se passe lorsque l'on rapproche les deux atomes.
Le carbone à la structure électronique : 1s2 2s2 2p2 (4 électrons de valence).
0
1/d1/d
s liante
s antiliante
p liante
p antiliante
Idéalisé
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 108
SEMICONDUCTEURSIII – Le cristal
Considérons maintenant un cristal. C'est un arrangement périodique d'atomes dans les trois directions de l'espace.
Exemple d'un cristal
cubique simple :
Cubique diamant
Peut être le cas du carbone
Vecteur de translation t = na + mb + lc (n, m, l entiers)
CRYSTAL
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 109
SEMICONDUCTEURSIII – Le cristal (suite)
Soit N le nombre d'atomes, il y a alors 4N électrons (de valence) à placer
0
1/d
3N
3N
N
N1 2
s liants
s antiliants
p liants
p antiliantsBande partiellementpleine
METAL
Bande permise vide = bande de conduction
Bande permise pleine=bande de valence
Bande interditeEgBC
BV
ISOLANT
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 110
SEMICONDUCTEURSIII – Le cristal (suite)
Dans le cas 1 il s’agit d’un métal. Les états vides et les états pleins se jouxtant il est très facile d'ioniser les atomes
Le cas 2 est le cas d’un isolant. A T = 0K aucun électron ne peut se déplacer puisque tous les niveaux permis sont occupés. Pour pouvoir conduire il faut amener des électrons dans la bande permise vide (la bande de conduction). Pour ce faire il faut fournir au système une énergie supérieure à Eg. Comme nous allons le voir dans la suite la température, T, peut, via la statistique de FERMI-DIRAC, jouer ce rôle.
Statistique de FERMI-DIRAC
Si on a dN places disponibles dans un intervalle d'énergie compris entre E et E + dE, le nombre dn d'électrons qui occupent effectivement ces places à la température T (K) est donné par :
où EF est l'énergie du niveau de Fermi et k la constante de Boltzmann = 1.38 10-23 J/K
kTEE F
e11
dNdn)E(f −−−−
++++========
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 111
SEMICONDUCTEURSIII – Le cristal (suite)
f(E) a l'allure suivante :
Statistique de FERMI-DIRAC (suite)
EF
T = 0K
T > 0K
E
f(E)
Cette statistique permet de comprendre comment on peut avoir de la conduction dans le cas d’un isolant
EF
E
f(E)METAL
E
f(E)
EF
ISOLANT
BC
BV
Fermi-Dirac
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 112
SEMICONDUCTEURSIV – Qu’est-ce qu’un semiconducteur ?
BC
BV
Eg
à température ambiante (Ta) kT ≈ 1/40 eV = 25 meVISOLANT Eg > 200 kTSEMICONDUCTEUR Eg < 100 kT
Semiconducteur intrinsèque :Il n'y a pas d'atomes d'impuretes. Il n'y aura conduction que si la température est suffisante pour que la statistique de Fermi-Dirac ait une "queue" dans la bande de conduction. D'autre part le matériau est toujours neutre électriquement puisque le nombre d'ions est toujours égal au nombre d'électrons.
Matériau Eg (eV)
SiO2 7
Si 1.12
Ge 0.75
GaAs 1.48
Exemples :
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 114
Le Silicium
Traitement par acide chlorhydrique
Réduction par du charbon
Poussière de silicium fondue
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 115
SEMICONDUCTEURSV – Conduction dans un semiconducteur intrinsèque
Tirage
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 117
SEMICONDUCTEURSV – Conduction dans un semiconducteur intrinsèque
Découpe
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 118
SEMICONDUCTEURSV – Conduction dans un semiconducteur intrinsèque
Et polissage !
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 119
SEMICONDUCTEURSV – Conduction dans un semiconducteur intrinsèque
Sans champ extérieur appliqué : Considérons un semiconducteur (par exemple le Si) àune température ≥ Ta. Des électrons sont donc dans la bande de conduction (et un même nombre d'atomes ionisés dans la bande de valence) grâce à la statistique de Fermi-Dirac.
BC
BV
Eg- - - - - - - - - - -
+++++++++++
Electrons
Ions
En l'absence de champ extérieur on a un mouvement désordonné des électrons (mouvement brownien)
Que se passe-t-il avec les ions ?
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 120
SEMICONDUCTEURS
Animation
Un atome ionisé capture l'électron d'un atome voisin. Donc la lacune passe de l'atome qui a capturé l'électron àl'atome qui a cédé un électron. On a donc un mouvement apparent des lacunes (que l'on appelle trous) qui est lui aussi désordonné.
V – Conduction dans un semiconducteur intrinsèque (suite)
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 121
Avec un champ extérieur appliqué : Que se passe-t-il ?
SEMICONDUCTEURSV – Conduction dans un semiconducteur intrinsèque
Les trous (au nombre de p) se déplacent dans le sens du champ electrique avec une mobilité µp.
Les électrons (au nombre de n) se deplacent en sens inverse du champ avec une mobilité µn.
µn > µp
La conductivité γγγγ est donnée par:+ -
VCC
E
Si- - - - - -
+ + + + + + +
Evrr µµµµ====
)pn(e pn µµµµ++++µµµµ====γγγγ
Pour un semiconducteur intrinsèque n = p = ni et : )(en pni µµµµ++++µµµµ====γγγγ
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 122
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
Qu’est-ce qu’un semiconducteur extrinsèque ?
Le semiconducteur extrinsèque est un semiconducteur dans lequel on introduit une impureté. C'est ce que l'on appelle le dopagedu semiconducteur.
Dans le cas du silicium, l'impureté peut être :• trivalente (colonne III)• pentavalente (colonne V)
Il existe différents moyens pour introduire cette impureté dans le cristal• au cours de la croissance du monocristal (tirage)• par diffusion• par implantation• par croissance épitaxique
n III IV V2 B C N3 Al Si P4 Ga Ge As5 In Sn Sb6 Te Pb Bi
ns2np ns2np2 ns2np3
Colonnes III, IV et V de la table périodique des éléments
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 123
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
Méthodes de dopage
Au cours du tirage Au cours du tirage du monocristaldu monocristal
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 124
Méthodes de dopageDépôt de la substance contenant le dopant
ou recuit sous atmosphère dopante
FOURDiffusionDiffusion
T1 T2 T3
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 125
Méthodes de dopage
Implantation ioniqueImplantation ionique
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 126
Méthodes de dopage
EpitaxieEpitaxie
Ultravide
Si B
T
T
SiH4, SiCl4,B2H6, SiH3, PH3…
10-4 Torr<Pgaz<1 atm
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 127
Le dopage par diffusionLa diffusion s'appuie sur le déplacement des atomes par agitation thermique. Si l'on augmente la température, les impuretés migrent lentement au travers du cristal. La vitesse de migration dépend aussi de la nature du matériau; dans l'oxyde de silicium, elle est beaucoup plus faible que dans le silicium pur. Une fois les motifs en oxyde de silicium constitués, le disque est porté à une température de 1 000 °C, sous atmosphère de phosphore. Les impuretés pénètrent dans le silicium. Lorsqu'on juge la concentration d'impuretés suffisante, le disque est retiré, et la diffusion cesse. Mais à chaque réchauffement, la diffusion recommence, ce qui peut fausser la nature du circuit.
Pour mieux le maîtriser, ce processus est scindé: on choisit la température de façon à fixer la solubilité du dopant dans le silicium, ce qui revient à contrôler la quantité de dopant introduite. Le paramètre température est ensuite modifié pour favoriser la diffusion à une profondeur précise.
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 128
Le dopage par implantation ioniqueDans la seconde méthode, l'implantation ionique, on opère à température ambiante. Les atomes des impuretés, d'abord ionisés puis accélérés grâce à un champ électrique, pénètrent dans le disque. Les composants sont créés en protégeant les zones par photomasque ou par un oxyde de silicium, qui oppose une résistance majeure à la pénétration par bombardement. Cette méthode présente aussi des inconvénients: les ions accélérés, en traversant le cristal, désorganisent tout ce qui se trouve sur leur parcours. Pour rétablir le réseau cristallin, une opération de recuit est nécessaire, mais une diffusion thermique se produit alors. Il faut dans ce cas aussi optimiser les deux phases pour obtenir le meilleur résultat possible.
L'association de la diffusion et de l'implantation ioniqueUne troisième méthode, de plus en plus utilisée, combine les deux précédentes. L'implantation ionique se fait par bombardement, et la pénétration par diffusion. Le niveau de concentration et de pénétration des impuretés est ainsi mieux contrôlé.
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 129
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
Dopage de type N
On introduit dans le semiconducteur une impureté pentavalente.Les dopants de type n utilisés dans la technologie du silicium sont:
•Phosphore•Arsenic •Antimoine (dans une moindre mesure)
Ces matériaux sont aussi appelés donneurs (il vont donner un électron)Electron quasi libre
- - - - - - - - - - - --
+ + + + + + + + +EF
Eg
BC
qques meV
+ + + +
BVPas de trous mobiles autres que les thermiquesElectrons majoritaires, trous minoritaires
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 130
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
Dopage de type POn introduit dans le semiconducteur une impureté trivalente.Le dopant de type p le plus couramment utilisé dans la technologie du silicium est le Bore (B). Ces matériaux sont aussi appelés accepteurs (il vont prendre un électron)
+
Il manque un électron = une charge >0 en excès
- - - - - - - - -
- - --
+ + + ++ + + + + + + + +EF
Eg
BC
BV
qques meV
Pas d'électrons mobiles autres que les thermiquesTrous majoritaires et électrons minoritaires FERMI
Carrier conc.
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 131
SEMICONDUCTEURSVI – Conduction dans un semiconducteur extrinsèque
Conductivité d’un semiconducteur extrinsèque
Considérons un semiconducteur intrinsèque. On a donc :ni = n = p
Supposons que l'on dope le matériau avec une impureté donneuse (un élément de la colonne V, par exemple P). Soit Nd ce nombre de donneurs. Comme Nd >>ni (cas général), alors n ≈ NdLa loi d'action de masse nous dit que: n.p = ni2
Donc :
La conductivité γ = e(nµn + pµp)est donc dominée par les électrons et vaut :
Le même raisonnement tient pour un matériau dopé p, c'est a dire que :où Na est la concentration d'atomes accepteurs
ndn eN µµµµ====γγγγ
pap eN µµµµ====γγγγ
d
2i
Nnp====
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 132
SEMICONDUCTEURS
VII – Durée de vie des porteurs
no
Nom
bre
d'él
ectr
ons
Temps
Soit un semiconducteur avec une certaine concentration de trous, p0 et d'électrons n0 à une température T.Supposons que l'on injecte des électrons dans ce semiconducteur. Ces électrons vont avoir tendance à se recombiner avec les trous de manière à revenir à la concentration d'équilibre n0. L'évolution de la quantité d'électrons, n, s'écrit sous la forme :
où t est la durée de vie de l'électron
)e.b1(nnt
0 ττττ−−−−++++====
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 133
VIII – Longueur de diffusion des porteurs
SEMICONDUCTEURS
Injectons dans un cristal dont la concentration de trous est p0 et celle d'électrons de n0, une certaine quantité n d'électrons. Donc localement (à l'endroit où l'on a injecté les charges) la concentration en électrons est largement supérieure à n0. Les électrons vont donc diffuser dans le cristal afin de diminuer le gradient de concentration. La concentration n(x) à une distance x de la zone d'injection est alors donnée par :
où L est une fonction de µ et de ττττ.
Lx
00 e)nn(n)x(n −−−−−−−−++++====
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 134
IX – La jonction PN à l’équilibre
SEMICONDUCTEURSBC
BV+ + + + + + + + + + +
- - - - - - - -EF
BC
BV
+ + + + + + + +
+ + +
- - -- - - - - - - -EF
∆x ---> 0Trousmajoritaires
Electronsmajoritaires
Mécanisme de diffusion
- +
W0
+ + + + + + + + + + +
- - -
+ + +
- - -- - - - - - - -E F
E0
eV 0
Hautde BV
Basde BC
zone de charge d'espace
- - -
E0 = - grad V0V0 = barrière de potentiel
(≈ 0.6 eV pour Si à Ta)
Les électrons de la zone n diffusent vers la zone p et les trous de la zone p diffusent vers la zone n. Il y a donc formation d'une charge d'espace constituée donc par les ions donneurs positifs dans la zone n et les ions accepteurs négatifs dans la zone p. Du fait de la présence de ces ions de part et d'autre de la jonction il existe un champ E0 qui tend à ramener les charges. L'équilibre est atteint lorsque le courant du au champ E0, i1, est égal au courant de diffusion, i2.
PNfab
PN junctionequilibrium
PN junctionEqui-2
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 135
IX – La jonction PN à l’équilibre
SEMICONDUCTEURS
Nous allons essayer de calculer ce courant de diffusion, i2. Pour ce faire nous allons reconsidérer la statistique de FD.
La statistique de Fermi-Dirac (FD)est une statistique quantique. C’est à dire que les particules sont indiscernables et en d’autres termes que les particules de même nature ne sont pas numérotables. D’autre part il y a le principe d’exclusion de Pauli qui empêche de placer plus d’une particule dans un état donné d’énergie.
Soit la statistique FD :kT
EE F
e11
dNdn)E(f −−−−
++++========
Lorsque le nombre de particules est petit devant le nombre de places disponibles, c’est à
dire que dn<<dN, alors et l’équation ci-dessus devient :1e kTEE F
>>>>>>>>−−−−
kTEE F
e)E(f−−−−−−−−====
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 136
IX – La jonction PN à l’équilibre (suite)
SEMICONDUCTEURS
Ce qui précède est équivalent à la statistique de Boltzmann que l’on peut écrire sous la
forme plus générale : qui est classique (particules discernables) et qui
va nous servir à définir le courant de diffusion recherché.
kTE
edNdn ∆∆∆∆−−−−====
Si V0 est la barrière de potentiel entre les zones n et p, alors on peut écrire :
Ce qui peut aussi se traduire par : ce courant est appelé courant de
saturation.
kTeV
00
enn −−−−====
s2kTeV
0 iieii0
============ −−−−
FERMIBOLTZMAN
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 137
X – La jonction PN polarisée
SEMICONDUCTEURS
Si (p) Si (n)
V
1 2
- ++ -
W>W0
+ + + + + + + + + + +
- - -
+ + +
- - -- - - - - - - -
E0
e(V+V0)
Haut de BV
Bas de BC
Charge d'espace
-
+EapplEtot
CAS 1
Courant de fuite de minoritaires
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 138
X – La jonction PN polarisée (suite)
SEMICONDUCTEURS
CAS 2
W< W0
+++++ ++++++
- - -
+ + +
e(V0-V)
Haut de BV
Bas de BC
zone de charge d'espace
+ -
E0
Eappl
Etot
- - -- - - - - - - -
PNBias(2)
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 139
CAS 1; V négatif sur région p
Le courant de diffusion est donné par :
Le courant inverse (ou bloquant) est donné par :
CAS 2; V positif sur région p
Le courant de diffusion est donné par :
Le courant direct (ou passant) est donné par :
Plus généralement on peut écrire:
avec la convention suivante : polarisation directe ---> V > 0 et i > 0.
X – La jonction PN polarisée (suite)
SEMICONDUCTEURS
KTeV
skT
)VV(e
0diffeieii
0 −−−−++++
−−−−========
)1e(iiii kTeV
ssdiffi−−−−====−−−−====
−−−−
kTeV
skT)VV(e
0diff eieii0
========−−−−−−−−
)1e(iiii kTeV
ssdiffd −−−−====−−−−====
)1e(ii kTeV
s −−−−====
A température ambiante (RT) kT/e vaut 1/40 eV soit ~ 25 meV
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 140
X – La jonction PN polarisée (suite)
SEMICONDUCTEURS
Approximations :
Polarisation directe (V>0) :Si V assez grand (> tension de seuil ~0.6 V pour Si)
Polarisation inverse (V<0) :
1ekTeV
>>>>>>>> kTeV
seii====
1ekTeV
<<<<<<<< sii −−−−====
PNBias(2)
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 141
X – La jonction PN polarisée
SEMICONDUCTEURS
Deux effets :
• Effet d'avalanche : L'énergie cinétique des porteurs minoritaires devient supérieure au gap du Si. Il y a alors création de paires électrons-trous qui elles-mêmes créent d'autres paires électrons-trous. Cet effet peut se manifester à partir de tensions inverses de 6V.
• Effet Zener : Si les zones n et p sont fortement dopées la zone de déplétion devient très étroite. Par conséquent le champ électrique devient très fort. S'il est supérieur à ≈ 300.000 V.cm on peut extraire les électrons de valence. C'est ce que l'on appelle la rupture Zener. Cet effet se produit en général avant l'effet d'avalanche.
Ex: Si W ≈ 1000 Å le phénomène Zener se produira dès 3 à 4 V.
Tension de rupture
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 142
XI – Capacités de la jonction PN
SEMICONDUCTEURS
Diode polarisée en inverse------
+ + + + + +
W
P N
WSC st εεεε==== Capacité de transition
Cette capacité vaut quelques dizaines de pF. Elle dépend de V car elle dépend de W
Diode polarisée en direct
Cd = f(ττττ1, ττττ2, I). Elle peut être de l'ordre de 1000 pF.
Electrons de n vers p, trous de p vers n
Charges séparées spatialement Effet capacitif Capacité de diffusion Cd.
rd Ctou CdLe schéma équivalent de la diode est donc :
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 143
XII – Les approximations de la diode
SEMICONDUCTEURS
0.7 V
rd
Diode idéale :
Diode réelle :
+ -rd
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 144
XIII – Utilisation des diodes
SEMICONDUCTEURS
••Différents types de redressementDifférents types de redressement•Redressement mono-alternance
•Redressement bi-alternance (transformateur à point milieu)
RL
D1
D2
VMVRL
temps~
VM
Tension inverse : 2VM
R VR
VR
temps
~VMcosωt
Tension inverse : VM
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 145
XIII – Utilisation des diodes (suite)
SEMICONDUCTEURS
•Redressement bi-alternance(Redresseur à pont de Graetz)
~RL
D1
D3
D2
D4
VRL
temps
Tension inverse : VM
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 146
••Principe du filtragePrincipe du filtrage
XIII – Utilisation des diodes (suite)
SEMICONDUCTEURS
R C~
Taux d'ondulationLa tension filtrée oscille entre deux valeurs Umax et Umin.
L'ondulation est :
La valeur moyenne est :
2UUU minmax−−−−====∆∆∆∆
2UUU minmax++++====
Le taux d'ondulation est donné par : %UUUU
UU
minmaxminmax
++++−−−−====∆∆∆∆
VRL
temps
RL=∞∞∞∞
RL≠∞≠∞≠∞≠∞
11/09/01 Cours d ’électronique analogique 147
•• Multiplicateurs de tensionMultiplicateurs de tension
XIII – Utilisation des diodes (suite)
SEMICONDUCTEURS
RL
~
V0 sin ωt2V0
V0
Si RL grand alors VRL= 2V0
• Diodes particuliDiodes particulièèresres•diodes de commutation •diodes HF (capacité faible) ex: diodes à pointe•diodes à capacité variable (Varicap) Ct croit avec V
•diodes Zener
•photodiodes: ionisation des porteurs dans la base par des photons incidents