v2.10.0 (5004)

Cours - 6N-073-PHY : Physique du Semiconducteur

Domaine > Physique.

Descriptif

Ce cours expose les principes essentiels de la physique des semiconducteurs et la théorie des électrons dans les solides cristallins. Le but est de permettre de comprendre le fonctionnement des composants optoélectroniques en s'appuyant sur les diagrammes de bandes énergétiques et les courants de porteurs. Dans ce cours, l'accent est mis sur les détecteurs (photodiode, cellule photovoltaïque, ...), les sources sont décrites dans le cours de M1 "Sources à semiconducteur".

Objectifs pédagogiques

comprendre l'origine des bandes d'énergie dans les matériaux cristallins, et les propriétés spécifiques des semiconducteurs qui en découlent; connaître les processus de déplacement des charges et de création/recombinaison, et la façon de les décrire; maîtriser le principe de fonctionnement d'une diode; comprendre le principe de fonctionnement d'une photodiode et d'un panneau photovoltaïque et ses principales caractéristiques; connaître quelques composants optoélectroniques.

30 heures en présentiel
réparties en:
  • Cours magistral : 13.5
  • Travaux dirigés : 10.5
  • Tutorat : 3
  • Examen : 3

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

mécanique quantique; physique atomique; électronique

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Vos modalités d'acquisition :

Modalités d'évaluation :

QCM de TD (bonus)

Examen 3 h - calculatrice + feuille A4 R/V

 

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6

Le coefficient de l'UE est : 25

Programme détaillé

STRUCTURE CRISTALLINE DES SEMICONDUCTEURS USUELS
Propriétés électroniques et cristallines du Si/Ge et des alliages SC
Le réseau réciproque

DESCRIPTION DE L'ETAT D'UN ELECTRON DANS UN CRISTAL PARFAIT ISOLE
Distribution des électrons dans un cristal
Bandes d'énergie
Densités de porteurs mobiles dans un semiconducteur
Hétérojonctions

DYNAMIQUE DES PORTEURS
Courants de porteurs de charges dans les semi-conducteurs
Génération et recombinaison des porteurs mobiles
processus radiatifs et non-radiatifs

QUELQUES COMPOSANTS 
Transistors bipolaires, à effet de champ
Cellule photoconductrice
Photodiodes PN, PIN, à avalanche
Cellules photovoltaïques

Mots clés

semi-conducteur; physique du solide; optoélectronique

Méthodes pédagogiques

cours, TD d'applications, tutorats

Support pédagogique multimédia

Oui

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