Sur l'explication des livres sur zone dépletion pour jonction PN polarisée en inverse

[invite910442d9]

Bonjour,

dans les livres sur les semi-conducteurs, on apprend typiquement cela, concernant la jonction PN.
Quand on met en contact un semi-conducteur de type P avec un semi-conducteur de type N, les électrons de la région N diffusent (par la loi de Fick) vers la région de type P, et se combinent avec les trous de la région P, tandis que les trous de la région P diffusent vers la région de type N et se combinent avec les électrons. Il en résulte une zone de charge d'espace (ZCE) sur une certain épaisseur au niveau de la jonction. Cette diffusion est équilibrée par le champ électrique créé par les ions qui sont apparus près de la jonction.

Dans les livres, on explique (typiquement) ensuite le phénomène de polarisation en directe de la diode, ce qui ne change pas la zone de charge d'espace.

Puis, on explique la polarisation en inverse de la diode, et il est dit ce genre de phrase :
"les trous et les électrons libres s’éloignent de la jonction car le pôle + attire les électrons et le pôle – les trous. La zone désertée s’élargit."

Mon problème est le suivant.
Il me semble qu'il y a une entourloupe dans l'explication. Est-ce-que quelqu'un pourrait m'aider sur ce point ?

En effet, avec ce type d’explication, on cache le fait que pour la polarisation en inverse, les électrons de la région N qui ont déjà diffusé dans la région P, et les trous de la région P qui ont déjà diffusé vers la région N *doivent revenir* dans leur région ‘mère’ (les électrons qui ont migré vers la région P doivent revenir dans la région N et les trous qui ont migré vers la région N doivent revenir dans la région P), de sorte qu’au niveau de la jonction, j'interpréterai qu'il *n'y a plus d'ions* du fait que la tension inverse a "rappelé les porteurs de charge", donc qu'il n'y aurait plus de zone de dépletion *au niveau de la jonction*. (les charges ont rejoint leur ions mère, donc ils ne sont plus des ions, donc la zone n'est plus dépourvue de charge mobile)

Si mon interprétation est correcte, alors pourquoi dit on que la zone désertée s’est élargie ?

Ne sait-elle pas en réalité *déplacée* (c’est-à-dire qu’au niveau de la jonction, il n’y aurait pas de ZCE, tandis que un peu plus loin, après une certaine distance, il y aurait une ZCE dans la région P, du fait que les trous sont attirés par l'électrode -, et de même, dans la région N, il n'y aurait pas de ZCE près de la jonction, mais une ZCE un peu plus loin vers l'électrode + dans la région N, du fait que les électrons sont attirés par l'électrode +.

La seule explication que j'aurais du fait que la ZCE est étendue en polarisation inverse est uniquement que les charges des porteurs majoritaires se déplacent du côté "opposé" au côté où ils vont dans la cas d'absence de polarisation, donc on peut voir cela comme une sorte d'extension ?

merci pour votre aide
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[doul11]

Bonsoir,

Il me semble qu'il y a une entourloupe dans l'explication.

Oui, les trous c'est extrêmement compliqué a comprendre, autant que la mécanique quantique !

Un trou ce n'est pas simplement un électron qui manque et les explications qui en découles sont toutes fausses.

On a un trou dans la bande de conduction quand il manque un électron pour finir de remplir la bande de valence, les trous ce déplacent dans le même sens que les électrons, sans quoi il n'y aurai pas de courant a travers une jonction PN, les trous ce déplacent moins vite que les électrons, ce montre bien que un trou n'est pas simplement un électron qui manque.

Quand on polarise une jonction PN en direct on diminue la barrière de potentiel de la zone neutre, la conduction ce fait par les porteurs majoritaire et on obtient un fort courant avec de faibles tentions. En polarisation inverse on augmente la barrière de potentiel de la zone neutre et la conduction ce fait par les porteurs minoritaires, on a un faible courant pour de fortes tensions.

Voir page 503, figure 13 de "Introduction to solid state physics" Charles Kittel

Je ne suis pas un spécialiste et ne saurai pas donner beaucoup plus d'explications.

[albanxiii]

Bonjour,

Je me permets de vous indiquer ce message de LPFR concernant les trous https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post5861124
Vous y trouverez aussi un lien vers un fascicule qu'il a écrit au sujet des semi-conducteurs, et qui pourrait vous intéresser.

[invite910442d9]

merci à tous.
Malheureusement, cela ne répond pas à ma question. (ma question n'est pas sur la définition d'un trou, etc.).
Néanmoins, cela m'a permis de progresser dans ma compréhension de la question : je vais essayer de reformuler ma question de manière plus pédagogique, et avec des schémas. (cela va me prendre du temps pour avoir envoyer ma question de façon claire, donc ne vous inquiétez pas si vous ne voyez pas ma question tout de suite)

[A voir en vidéo sur Futura]