Physique - QCM 2 Flashcards
Qu’implique le fait que la bande de valance soit complète ?
Que tous les sous niveau d’énergie disponible sont utilisé par des électrons.
Qu’est ce qui caractérise un matériaux conducteur ?
La présence d’électron de liaison
C’est quoi un électron de liaisons ?
Ce sont des electrons qui occupent les niveaux présent dans le recouvrement de la bande de valence et la bande de conduction
Que regroupe la bande de valence ?
Elle regroupe les niveaux d’énergie des électrons assurant les liaisons.
Que regroupe la Bande de conduction ?
Elle regroupe les niveaux d’énergie des électrons de conduction.
C’est quoi une bande d’énergie ?
C’est en ensemble de niveaux d’énergie très serré
C’est quoi un électron dans la bande de valence ?
C’est un électron de liaisons
C’est quoi un électron dans la bande de conduction ?
C’est un électron de conduction
C’est quoi un électron dans la bande de valence et de conduction ?
C’est un électron de liaisons et de conduction
Décrire un isolant pour la théorie des bandes
- Une bande de conduction vide de porteur = Pas d’éléctron de conduciton
- Une bande interdite (gap) infranchissable
- Une bande de valence complète
Décrire un semi-conducteur pour la théorie des bandes. Quelle structure à t-il ?
- Une bande de conduction qui contient un certain nombre d’éléctron de conduction
- Une bande interdite (gap) franchissable
- Une bande de valence incomplète
Il a une structure cristaline (Non exploitable sinon)
Décrire un conducteur pour la théorie des bandes
- Une bande de conduction et de valence qui se chevauchent = pas de gap
Comment on note le niveau de conduction d’un matériaux ?
Avec σ (Sigma)
Donner une approximation du niveau de conduction d’un isolant
σ = 10^-8 Ω^-1 m^-1
Donner une approximation du niveau de conduction d’un conducteur
σ = 10^8 Ω^-1 m^-1
Donner une approximation du niveau de conduction d’un semi-conducteur
10^-3 Ω^-1 m^-1 < σ < 10^3 Ω^-1 m^-1
Les matériaux conducteur sont conducteur par quoi ?
Par éléctron uniquement
C’est quoi E_c ?
L’énergie minimale de la bande de conduction
C’est quoi E_v ?
C’est l’énergie maximale de la bande de valence
C’est quoi E_g ?
C’est le niveau d’énergie du gap (Distance entre E_c et E_v)
C’est quoi un semi conducteur intrinseque ?
Semi conducteur “purs” = Pas d’atomes importé
Quels sont les porteurs présent dans un semi-conducteur intrinseque ? (Détailler comment ils apparaissent et comment on les note)
Les électrons de conduction qui apparaissent suite à la rupture d’une liaisons covalente. On note la concentration n ou N
Trous qui apparaissent suite à une liaison covalente vacante.
= Conduction par trou
On note la concentration p ou P
Comment calculer E_g ?
E_g = E_c - E_v
Combient vaut E_G dans un isolant environ ?
10 eV
C’est quoi un semi-conducteur extrinseques ?
C’est un cristal dans lequel on introduit de façon intentionelle et controlé des atomes étranges
Donner un encadrement de E_g pour un semi conducteur
0,1 eV < E_G < 3 eV
Que se passe t’il lors d’une reupture d’une liaison covalente dans un semiconducteurs intrinsèques ?
- Libération d’un électron dans la bande de conduction
- Création d’un ion positif dans la bande de valence (Création d’un trou)
L’éléctron saute le gap
C’est quoi un trou ?
C’est une liaison covalente non saturée / non satisfaite (Il manque un électron)
C’est quoi la conduction par trous ?
C’est le déplacement d’électron de valence dans la bande de valence
Quelle propriété importante à un conducteur intrinsèques ? (Phrase)
La conduction est assurée à part égale par les électrons dans la bande de conduction et les trous dans la bande de valance
Donner une égalité importante dans un conducteur intrinséques ?
n = p = n_i
C’est quoi n ?
C’est la densité d’électrons en porteurs / cm^3
C’est quoi p ?
La densité de trous en porteurs / cm^3
C’est quoi n_i ?
C’est la concentration intrinsèque, comme n = p on peut regarder la concentration en porteur indiférament.
Quel est le but du dopage ?
Améliorer la conductivité σ en créant des niveau d’énergie autorisé dans le gap (Certain électron vaut passer de la couche de valence au gap)
Comment est assuré la conduction dans un SC dopé N
?
Par les électrons
Quel groupe faut il ajouter à un SC pour qu’il soit dopé N ?
Groupe 5 ou 6
Quel groupe faut il ajouter à un SC pour qu’il soit dopé P ?
Groupe 2 ou 3
Comment est assuré la conduction dans un SC dopé P ?
Par les trous
Comment sont appelé les atomes du groupe V lors d’un dopage ? C’est quel type de dopage ?
Les impurté pentavalente DONNEUSE d’un électron. Dopage N
C’est quoi N_D ?
Dans un SC dopé N c’est la concentration en impurtés Donneuses en atomes / cm^3
C’est quoi E_D ?
Dans un SC dopé N c’est le niveau d’énergie des impurtés Donneuse dans le gap (Juste en dessous de la bande de conduction)
Lors d’un dopage, que cela change t’il sur la charge électrique du matériaux ?
Rien, il reste électriquement neutre
Quel porteur est majoritaire / minoritaire dans un SC dopé N ?
Electron porteur majoritaire
Trou porteur minoritaire
Quel porteur est majoritaire / minoritaire dans un SC dopé P ?
Electron porteur minoritaire
Trou porteur majoritaire
Où vont les électrons supplémentaire de la bande de valence lorsqu’on dope N ?
Dans la bande de conduction
Comment sont appelé les atomes du groupe III lors d’un dopage ? C’est quel type de dopage ?
Impurté trivalente ACCEPTEUSE d’un électronC
Dopage P
C’est quoi N_a ?
C’est la concentration en impurtés Accepteuses en atomes / cm^3
C’est quoi E_A ?
C’est le niveau d’énergie des impurtés Accepteuses dans le gap (Juste au dessus de la bande de valance)
Donner les deux règles de modelisation de l’occupation des niveaux d’énergie
- Les electrons occupent en priorité les niveaux de plus faible énergie
-Il ne peut y avoir plus d’electron que de place disponible sur chaque niveau.
Que représente la densité effective des états ?
La densité de places disponible sur chaque niveau d’energie
Comment est noté la densité effective des états ?
N_c(E) et N_v(E) en nombre de place / eV /cm^3
C’est quoi la masse effective ? et comment est elle noté ?
m^*
Permet d’intégrer l’inertie que donne au porteur le potentiel cristallin généré par les atomes de cristal.
C’est quoi le potentiel cristallin ?
Toutes les forces qui s’applique à la particule
Donner la relation entre la m_e^* et m_p^*
m_e^* < m_p^*
C’est quoi la probabilité d’occupation ?
Probabilité qu’un porteur occupe une de ses place sur un niveau d’énergie
C’est quoi le niveau de Fermi ? Comment est il noté ?
C’est un concept de modelisation qui marque la frontière entre les états d’énergie occupés et les états d’énergie vides à température donné
E_F
Dans un SC Que se passe-til lorsque qu’on augemente la température au niveau des electrons ?
La bande de valence se vide au profit de la bande de conduction
A quelle condition le niveau de fermi est au centre ?
Si le SC est intrinséque
Donner la formule d’électro neutralité
p + N_d = n + N_a
Donner la formule d’électro neutralité appliqué dans le cas d’un dopage de type N
n = N_d - N_A (On neglige les trous)
Donner la formule d’électro neutralité appliqué dans le cas d’un dopage de type P
p = N_A - N_D (On neglige les electrons)
Donner la formule d’action de masse
n * p = n_i^2
Donner la formule d’action de masse dans le cas d’un dopage de type N
p = n_i^2/n = n_i^2/(N_d - N_a)
Donner la formule d’action de masse dans le cas d’un dopage de type P
n = n_i^2/p = n_i^2/(N_a - N_d)
C’est quoi P_n(E) ?
C’est la probabilité d’occupation d’un electron pour une énergie et une température donné
C’est quoi P_p(E) ?
C’est la probabilité d’occupation d’un trou pour une énergie et une température donné
Comment évolue P_n(E) avec le temps ? (Pour une température donnée)
Pour E de 0 à E_F > = 1
Pour E = E_F > = 1/2
Pour E de E_F > = 0
Quelle est la relation entre P_n(E) et P_p(E) ?
P_p(E) = 1 - P_n(E)
A quoi sert l’approximation de boltzman ?
A obtenir la concentration en porteurs libre dans un semi conduteur
C’est quoi un porteur libre ?
Electron dans la bande de conduction et les trous dans la bande de valence (C’est les porteurs qui bougent / conduisent)
D’où se rapproche le niveau de fermi ?
“De l’endroit” où on à dopé
Lors d’un dopage de type N où se situe le niveau de fermi ?
Proche de la bande de conduction donc en dessous/proche de E_c
Lors d’un dopage de tpye P où se situe le niveau de fermi ?
Proche de la bande de valence donc au dessus/proche de E_v
C’est quoi le niveau de fermi intrinséque ?
C’est au milieu de gap, E_Fi = E_g/2
C’est quoi E_D ? Où se trouve t’il ? Dans quel cas ?
C’est le niveau d’energie des impurté doneuse.
Il se trouve juste en dessous de E_c
Dans un SC dopé N
C’est quoi E_A ? Où se trouve t’il ? Dans quel cas ?
C’est le niveau d’energie des impurté acceptrice.
Il se trouve juste au dessus de E_v
Dans un SC dopé P
Dans le représentation de l’évolution de la concentration en porteur avec la temperature quels sont les axes ?
Ln(N) en ordonnée et 1/T en absisse
Quand la temperature augemente, où on se deplace dans le représentation de l’évolution de la concentration en porteur avec la temperature ?
Vers la gauche
Dans un semi conducteur extrinsèque de type N ou P, Quel est le nom du régime I ?
Le regime d’ionisation
Dans un semi conducteur extrinsèque de type N, que se passe t’il pendant le régime I ?
Les impurtés donneuses perdent un électron de valence au profit de niveau dans la bande de conduction. > Epuisement des niveau donneur
Où vont les impurté donneuse ? Juste après le dopage
Dans le gap, au niveau de E_D (Proche de la bande de conduction)
Où vont les impurté acceptrice ? Juste après le dopage
Dans le gap, au niveau E_A (Proche de la bande de valence)
Dans un semi conducteur extrinsèque de type N, Quel est le nom du régime II ?
Le régime d’epuisement des niveaux donneurs
Dans un semi conducteur extrinsèque de type N, que se passe t(il pendant le régime II ?
n = N_D = constant
N_D (“Nombre d’électron des impurtés donneuse” au départ)
n (“Nombre d’électron dans la bande de conduction”)
On a épuisé les impurtés donneuse et on ne fourni pas suffisament d’energie pour que les electrons de la bande de valence passent le gap pour se retrouver dans la bande de conduction.
Dans un semi conducteur extrinsèque de type N ou P, quel est le nom du regime III ?
Le régime de conduction intrinséque
Dans un semi conducteur extrinsèque de type P, quel est le nom du regime II ?
Le régime de saturation des niveaux accepteur
Dans un semi conducteur extrinsèque de type N, que se passe t’il pendant le regime III ?
kT environ egal à E_g
Des liaisons Si = Si sont rempues se qui génère des porteurs intrinséque (Trou issu de la rupture de liaison dans la Bande de valence au profit de la bande de conduction)
Dans un semi conducteur extrinsèque de type P, que se passe t’il pendant le régime I ?
Des électrons de bande de valance vont “remplir” le niveau d’energie accepteur E_A
Dans un semi conducteur extrinsèque de type P, que se passe t’il pendant le régime II ?
p = N_A = constante
Le niveau E_A est saturé d’électron et on ne fournis pas suffisament d’énergie pour que ils passent dans la bande de conduction
Dans un semi conducteur extrinsèque de type P, que se passe t’il pendant le régime III ?
Les électrons restant dans la bande de valance finisse de remplir les places disponible dans la bande de conduction en sautant le gap
C’est quoi N_c et N_v ?
Densité effective d’états (Nombre de place disponible dans la bande concerné)
