Déterminer la résistivité à 300 K du silicium (Si) de densité intrinsèque ni cm3

Université Mohammed V, Faculté des Sciences, Rabat

Série 1 : Electronique Semi-conducteurs/ Diodes Exercice 1 :

1. Déterminer la résistivité à 300 K du silicium (Si) de densité intrinsèque ni = 1:5 10¹⁰=cm³. La mobilité des électrons est _n = 1300cm²=V s et celle des trous vaut _p = 500cm²=V s.

2. On considère un barreau de Si intrinsèque de longueurlet de section droiteS= 2 10 ⁴m². La densité des électrons est 1:5 10¹⁶=m³. Le …l est parcouru par un courant de 1:3mA lorsqu’il est soumis à une tension V = 9V. Déterminer la longueur du …l sachant que

n = 0:14m²=V s, _p = 0:05m²=V s. On rappelle que la résistance R d’un barreau de section S, de longueurlet de résistivité estR= _S^l.

3. Le germanium (Ge) intrinsèque est dopé par des atomes donneurs à raison d’un atome donneur pour 10⁸ atomes de Ge. Calculer la résistivité de ce matériau semi-conducteur dopé à300 K, conclure. On note que la résistivité du Ge intrinsèque à cette température est de 44:6 m. On suppose que _n= 3800cm²=V s. Le nombre d’atomes par unité de volume du Ge estN = 4:4 10²²atomes=cm³.

Exercice 2 :

On considère le circuit de la …gure 1a.

1. On suppose quevi = 10V. Déterminer la tension v0 et le courant idans la diode dans les deux cas suivants :

- Diode D idéale

- Diode D de caractéristiquei v représentée à la …gure 1b.

2. On suppose quev_i est fonction du temps. Tracer la caractéristique de transfertv₀ =f(v_i) du circuit en supposant la diodeD idéale. Quelle est sa nature?

Exercice 3 :

Les diodesD₁ etD₂du circuit de la …gure 2 sont supposées idéales.

1. Tracer la caractéristique de transfert v0 =f(vi).

On suppose quevi=Esin(!t); E= 10V. 2. Déterminer et tracer v₀ en fonction de

!t.

3. Déterminer la composante continue V0DC de v0.

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Exercice 4 :

On considère le régulateur de la …gure 4. La diode Zener est caractérisée par V_z = 4:7V, I_ZK = 0A, r_z = 19 ; P_Z(max)= 500mW. On suppose que la tension d’alimentation v_s varie entre20V et30V et le courant de chargeILvarie entre5mAet40mA. On admet que le courant minimal dans la diodeI_zmin'0:1I_zmax.

1. Déterminer la valeur de R_s pour que le courantI_z soit supérieur àI_zmin: 2. Déterminer la valeur de R_s pour que le courantI_z n’excède pasI_zmax:

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