Présentation
En anglaisAuteur(s)
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Michel SAVELLI : Agrégé de l’Université, Docteur ès Sciences - Professeur honoraire à l’Université Montpellier II
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Daniel GASQUET : Docteur ès Sciences - Directeur de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique (Centre d’Électronique de Montpellier)
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Bernard ORSAL : Docteur ès Sciences - Maître de Conférences à l’Université Montpellier II (Centre d’Électronique de Montpellier)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Ce chapitre s’adresse aux ingénieurs et scientifiques désireux d’acquérir les notions nécessaires de physique des solides pour avoir une meilleure compréhension des phénomènes physiques régissant les propriétés des composants électroniques.
Pour éviter le double emploi avec les chapitres consacrés à l’optoélectronique, les propriétés optiques ou optoélectroniques des matériaux et composants n’y figurent pas.
La première partie comprend une introduction des notions de mécanique quantique et de mécanique statistique 1 nécessaire à la présentation de la théorie des bandes 2, qui gouverne la notion d’électrons et de trous et les populations de ces deux types de porteurs dans les bandes de valence et de conduction.
Une deuxième partie est relative à la présentation des propriétés électroniques des matériaux semiconducteurs 3, qui permettent de régir celles des composants, et aussi celles relatives à l’émission électronique 4 dont les principes sont utilisés dans les tubes électroniques d’émission de puissance.
La partie suivante est consacrée à la présentation des composants du type diode 5 et du type transistor 6, en insistant surtout sur la nature physique du fonctionnement et les propriétés en basse fréquence, plutôt que sur les spécifications techniques globales présentées par les fabricants.
Enfin, on a rassemblé dans le dernier paragraphe 7 les composants qui intéressent le domaine des hyperfréquences, en insistant sur les propriétés géométriques et physiques qui permettent d’y favoriser les performances recherchées.
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6. Composants du type transistor
6.1 Transistor bipolaire
Le transistor est un composant à trois couches, deux couches P séparées par une couche N (transistor P N P) (figure 41a ) ou deux couches N séparées par une couche P (transistor NPN) (figure 41b ). Dans la suite sera présenté le transistor P N P, les propriétés du transistor N P N s’en déduisant par analogie.
Une jonction P N est polarisée en direct ; si la couche P est plus dopée que la couche N (Na Nd ), la couche P injecte des trous dans la région N ; la deuxième jonction P N est polarisée en inverse et donc la région P extrait des trous de la région N.
D’où l’appellation respectivement d’émetteur et de collecteur pour la zone P des première et deuxième jonctions, la région intermédiaire, d’épaisseur suffisamment faible pour avoir une bonne collection, est la base. Alors que la première jonction présente une faible impédance, la seconde opère à haute impédance ; donc si les trous émis par l’émetteur sont captés par le collecteur, le courant de l’émetteur et celui du collecteur sont à peu près égaux ; et il y a amplification de tension et de puissance en régime alternatif, avec ce type de montage appelé base commune (figure 42).
Dans le montage en émetteur commun, on attaque entre base et émetteur et on sort sur une charge résistive placée entre collecteur et émetteur, en faisant varier le courant base (très petit devant les courants émetteur et collecteur), on module le courant collecteur et donc ce montage fonctionne en amplification de courant.
HAUT DE PAGE6.1.1.1 Fonctionnement à faible niveau
Soit pn...
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Composants du type transistor
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KITTEL (C.) - Introduction à la physique de l’état solide. - Dunod, (1958).
-
(2) - VAPAILLE (A.) - Physique des dispositifs à semi-conducteur. - Tome 1. Masson, (1970).
-
(3) - MATHIEU (H.) - Physique des semiconducteurs et des composants électroniques. - Masson, (1987).
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(4) - WOLF (F.) - Silicon semiconductor data. - Pergamon press, (1976).
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(5) - Semiconductors groups IV and III-V compounds. - Data in Science and technology, Springer Verlag, (1991).
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(6) - Properties of Aluminium Gallium Arsenide. - INSPEC, EMIS datareviews series no 7, (1991).
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(7) - Properties...
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