Composants semiconducteurs

Les étudiants comprennent et appliquent la physique des composants semiconducteurs, tels que diodes Schottky ou pn,transistors bipolaires, cellules solaires et composants MOS. Ils les utilisent dans des circuits électroniques de base, par exemple dans un inverseur CMOS ou un amplificateur de tension.

Objectifs d'apprentissage:

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

• Modéliser les propriétés électroniques des matériaux semiconducteurs.

• Expliquer le fonctionnement des composants de base de la microélectronique tels que diodes Schottky et pn, transistors bipolaires, FET et MOSFET.

• Développer les modèles physiqes et les adapter à un composant microélectronique particulier.

• Formuler les équations fondamentales de ces composants électroniques.

• Optimiser et comparer leurs caractéristiques.

• Discuter les circuits électroniques principaux, tant digitaux qu'analogiques, en y appliquant les modèles physiques.

• Auto-évaluer son niveau de compétence acquise et planifier ses prochains objectifs d'apprentissage.

Contenu:

• Propriétés électroniques du silicium: Modèle de bandes, statistique des porteurs libres. Propriétés de transport, mobilité, durée de vie, longueur de diffusion. Recombinaison. Equations de continuité.

• Diode à jonction et contact métal-semiconducteur: Jonction p-n à l'équilibre et hors équilibre. Caractéristiques courant-tension. Barrières de potentiel. Capacité de jonction. Contacts Ohmiques.

• Transistor bipolaire: Equations de fonctionnement. Caractéristiques statiques. Modèles grand-signal et petit-signal.

• Cellules solaires:
  

• Interface métal-oxyde-silicium et capacité MOS: Diagramme des bandes d'interfaces. Accumulation, déplétion et inversion. Caractéristiques capacité-tension. CCD.

• Transistor MOS: principe de fonctionnement, modèle par les charge, caractéristiques courant-tension, modèle petits signaux. inversion faible, inversion forte, région linéaire et saturation, rapport gm/I, Mémoires non-volatiles.

• Introduction aux circuits intégrés: Circuits digitaux: Inverseur, NOR, OR, dissipation. Circuits analogues : diviseur de tension, source de courant, ampli de tension, ampli différentiel. Comparaison de composants semi-conducteurs.

Mots-clés

Composants semiconducteurs, microélectronique, diodes, transistors, bipolaire, MOS, circuits électroniques.