Bonjours,
Je n'ai pas compris une question à propos.
Et voila: On a une jontion p-n d'une diode avec
Dopage N+: épaisseur : 1 μm, concentration : 1.1019
Dopage P-: épaisseur : 5 μm, concentration : 2.1016
Comment on peut calculer exactement la tension de seuil, tension de claquage, courant de saturation de cette diode.
Pourriez vous m'aider, s'il vous plaït.
Merci d'avance de votre aide.
Bonjour et bienvenu au forum.
Je ne vois pas comment pourrait-on calculer une tension qui n'existe pas. Les diodes n'ont pas de tension de seuil. Le 0,5 V ou 0,6 volts habituels correspondent à des tensions pour des diodes habituelles avec des courants de quelques mA. Mais c'est du très au peu près. Et la tension pour un certain courant dépend de la surface active de la diode, que vous n'avez pas. Même chose pour le courant de saturation.
Elle sort d'où cette question? Quel est le niveau?
Au revoir.
Merci bien LPFR,
Cette question vient de mon professeur pour le stage. J'ai pas encore compris quelle est la surface active d'une diode? C'est pareil avec la surface de diode ou non? J'ai oublié de donner: Sdiode pi/4*(100μm)^2. Je pense la tension de seuil qui est la tension pour que la diode puisse être passant en polarisation directe. En polarisation inverse, on a la tension de claquage.
J'ai trouvé deux équations
Tension de diffusion: Vd=kT/E*Ln(Nd*Na)/ni ^ 2
Courant de saturation : Is= q*ni ^2*μp*μn.k.T/Lp.δn
Mais c'est un truc compliqué pour un débutant en sémi-conducteurs.
Pourriez vous m'expliquer plus clairement .C'est urgent.
Merci en tout cas
Bonjour.
Si vous ne connaissez pas grand chose aux semi-conducteurs et aux jonctions PN, commencez par lire ce fascicule "grand public":
http://forums.futura-sciences.com/at...ducteurs-a.pdf
Et j'insiste, une diode commence à conduire des que la tension appliquée est dans le sens passant. Seulement, pour des faibles tensions (quelques mV), le courant est aussi faible que le courant inverse et il faut monter à quelques dixièmes de volt pour trouver des courants "décents".
Pour des calculs plus spécialisées, je vous conseille la "bible": "Physics of semiconductor devices" de Sze. On doit le trouver dans des bonnes bibliothèques universitaires et dans celle de boites qui travaillent avec des semi-conducteurs.
Quel est le but des calculs que l'on vous demande?
Au revoir.
Bonjour DavidLaurent
tu es en préparation de BTS ?
La formule que tu donnes Vd=kT/E*Ln(Nd*Na)/ni ^ 2 est la barrière de potentiel d'un jonction PN, cette tension varie en effet selon la concentration des porteurs des régions N et P.
En gros, KT/e représente la tension thermique (Ut ~26 mV) et l'autre est un coefficient qui permet de déterminer la tension au bornes de la jonction dans le sens passant.
A peu près entre 650 à 900 mV selon les fabrications. (avec 1018 et 1019 je trouve Vo ~872 mV par exemple)
Na et Nd sont des nombres d'atomes par m3
Ni est la concentration intrinsèque, donnée en principe pour T=300K
Le courant de diffusion qui est aussi le courant de saturation Is est aussi une donnée de cours
Is = Io e-Vo/Ut
Io à ce stade ne se calcule pas, c'est une donnée du problème fournie par le fabricant, par exemple pour le BF420, Is = 1.14 10-14 Ampère à 25°C.
Tout ça est dépendant de la température.
Je ne sais pas calculer la tension de Zener par contre, ce n'est pas de niveau débutant ça. Peut-être que d'autres pourront t'aider.
L'electronique, c'est fantastique.
Je précise aussi, comme LPFR le dit, cette tension est celle de la jonction après le coude, à peu près là où la tension se stabilise avec un courant suffisant, quelques µA à quelques mA.
L'electronique, c'est fantastique.
La tension de seuil ou bien la tension de claquage dépend de chaque matériels et la fabrication. C'ést fixé et on peut consulter dans le tableau.
c'est vrai seulement si tu te limites aux applications de l'électronique mais en cours on ne s'en contente pas, loin de là.Envoyé par Jupitermx
@DavidLaurent :
J'ai fait une petite recherche pour combler ce trou et pour la tension de zener j'ai trouvé l'approximation suivante:
Vbr ~ 60 * (Eg/1.1)3/2 * (N * 10-16)-3/4
Eg est le gap du semi conducteur et N la concentration minimum d'une des jonctions.
Avec quelques données trouvées sur Wiki
http://en.wikipedia.org/wiki/Band_gap
j'aboutis à ça:
Ge = 5.07Nx = 1E+17
Conc = (Nx * 1E-16) ^ -0.75
Eg = 0.67
Uz = 60 * (Eg / 1.1) ^ 1.5
Vbr = Conc * Uz
Si = 10.96
GaAs = 15.81
GaP = 31.42
PbS = 2.08
GaSb = 5.18
GaN = 57.98
en volts pour un N de 1017 atomes par cm3
Si ça peut te servir à quelque chose...
L'electronique, c'est fantastique.
Eg = 0.67 eV correspond au Germanium bien sûr.
L'electronique, c'est fantastique.
Re : Calculer la tension de seuil et le courant saturation d'une diode
Je voudrais dire "grand merci" pour vous, particulièrement monsieur/madame Curieuxdenature et LPFR.
Vos réponses m'aident beaucoup. Le but de ma question, c'est pour bien comprendre la caractérisation I=f(V) d'une diode.
@curieuxdenature
Il y a une eurreur lors que je calcul Vd et Vbr
Vd=KT/e*Ln(Nd*Na)/ni ^ 2
Appliqué numérique pour mon cas:
KT/e=26mV=26E-3
Nd=Nn=10E19
Na=Pp=2E16
ni=1,46E10 pour silicium
Alros: Vd=26E-3*Ln[(10E19*2E16)/1,46E10^2]=0,896 V
C'est bon pour une diode.
et pour Vbr.
Vbr ~ 60 * (Eg/1.1)3/2 * (N * 10-16)-3/4
Appliqué numérique pour mon cas
Nx = 2E16
Conc = (Nx * 1E-16) ^ -0.75=0.594
Eg = 1.12 eV pour silicium
Uz = 60 * (Eg / 1.1) ^ 1.5
=60*(1.12*1.6E-19/1.1)^1.5=6,575E-29
Vbr = Conc * Uz =3.9E-29(Oops)
Pourriez vous m'indiquer òu est l'erreur? Ça doit être entre 14,6-15V.
Je vous remercie et un bon weekend .
Bonjour.
Vos formules sans unités me donnent des boutons. Et à vous, des résultats ridicules.
Vous mélangez des énergies en eV avec des énergies en joules.
Fort probablement, le 1,1 dans votre dernière formule est le gap du Si. C'est donc des eV. Comme le Eg au numérateur. Le rapport est donc 1. Pas la peine d'essayer de le convertir en joules.
Mais je ne sais pas d'où sortent vos formules.
Au revoir.
Re : Calculer la tension de seuil et le courant saturation d'une diode
Bonjour LPFR,
Vous avez raison. Je me suis trompé. La formule pour calculer Vbr donnée précédemment par curieuxdenature
J'ai recalculé grâce à votre indication
Et voila le résultat:
Nx = 2E16/cm^3
Conc = (Nx * 1E-16) ^ -0.75=0.594
Eg = 1.1 eV pour silicium
Uz = 60 * (Eg / 1.1) ^ 1.5
=60*(1.1/1.1)^1.5=60
Vbr = Conc * Uz = 60.0.594 = 35.64 V
Je voudrais connaître que si c'est acceptable dans mon cas . En suite, j'ai trouvé qu'on a pas utilisé les épaisseur de dopage P, dopage N, la surface de la diode. Faut-il tenir compte ces paramètres?
Cordialement.
Re.
Oui. 30 V ce n'est pas absurde pour des dopages faibles. Comme la jonction collecteur-base, par exemple.
Par contre pour des dopages plus forts on descend plus bas 6 volts voire 3,6 V.
La surface ne joue pas dans la tension de laquage.
Le dopage peut jouer. Mais comme je n'ai pas la moindre idée d'où sortent vos formules, je ne peux rien dire. Et l'épaisseur aussi peu jouer si on arrive à étendre la zone de charge d'espace jusqu'à la zone N+ pou P+, car à partir de la, la zone de charge d'espace, pour ainsi dire ne s'élargit plus avec la tension et le champ augmente plus vite avec la tension inverse.
A+
Bonjour
j'avais noté cette formule à partir d'un fichier pdf qui me semblait sérieux au vu du développé mais je n'ai pas réussi à remonter à la source à partir de son lien.
Finalement, par déduction je pense qu'il vient d'un site marchand de bouquins dont le prix est surement à la hauteur des diplômes qui me manquent...
http://eu.wiley.com/WileyCDA/Section/id-351581.html
pour certains livres il y a des aperçus au format pdf.
L'electronique, c'est fantastique.
Bonjour.
Le fait que je ne connaisse pas les formules ne veut pas dire qu'elles soient mauvaises. Loin de là. (Très loin, même).
Votre source a l'air sérieuse, et le prix est du même ordre que celui de ma "bible", le Sze.
Mais quand on ne connaît pas le domaine d'application d'une formule ni les unités qu'elle utilise, il est impossible de se prononcer.
Au revoir.
Bonjour LPFR
je l'avais bien pris dans ce sens, mais j'ai hésité à fournir le lien vers le pdf sans savoir s'il était libre.
Quoi qu'il en soit, il y a d'autres formules qui m'ont l'air toutes aussi sérieuses mais qui ne concordent pas entre elles avec les résultats.
Par exemple, avec la précédente et une concentration de 5 1016 par cm3 on trouve 17.95 V environ.
Ce qui semble plausible bien que personne ne puisse vérifier.
Mais avec une autre formule aussi sérieuse puisque je la retrouve partout:
Vbr = epsilon * Ec2 / (2 * q * N)
en prenant une permittivité de 11.9 pour le Si, je trouve 21.4 V
Alors, comme dirait l'autre : va savoir...
surtout que Ec est un champ électrique qui tourne autour de 570 kV par cm et qu'il dépend aussi de N, la concentration. Bref, passons, je n'ai pas les moyens de vérifier qui est dans le vrai, comme d'hab.
L'electronique, c'est fantastique.
Bonjour.
J'ai retrouvée la formule du message #14 dans ma "bible" (le Sze). Elle est valable pour des jonctions abruptes d'un côté. Mais ce n'est qu'une formule parmi d'autres. Ce qui n'est pas étonnant, car il y a plusieurs processus de "breakdown", et le champ électrique dépend du profil de dopage de la jonction.
J'ai trouvé aussi celle du message #16
Dans le Sze, il y a plus de 20 pages dédiées aux formules et graphiques de "breakdown".
Au revoir.
