égalité des niveaux de Fermi

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Bonjour à tous,

Je relis encore une fois la théorie de la jonction PN.
Pour bénéficier de modèles simples, mon ouvrage est:

Malvino, Albert Paul: Principes d'électronique, 6ième edition, Dunod, 2002

Je m'intéresse à ce qui se passe au moment où l'on met en contact la
jonction P et la jonction N. A proximité de la jonction, des porteurs
majoritaires de la zone N, i.e. les électrons de la bande de conduction de
la zone N, diffusent dans la zone P, et se combinent avec des porteurs
majoritaires de la zone P, i.e. les trous de la bande de valence de la zone
P. (page 49).

Et là, l'auteur explique que le niveau de la bande de valence et de la bande
de conduction de la zone P monte.

Une autre lecture me fait plutôt dire que les niveaux de valence et de
conduction de la zone N descendent également, ceci jusqu'à égalité des
niveaux de Fermi:

Scott, William Taussig: The physics of electricity and magnetism, 2 edition,
Robert E. Krieger Publishing Company, 1977. p.85

En tant qu'électroniciens, quelles représentations mentales utilisez-vous
pour expliquer ce qui se passe?

Merci d'avance,

Julien

--
python -c "print ''.join([chr(154 - ord(c)) for c in '*9(9&(18%.\
9&1+,'Z4(55l4('])"

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Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 13, 10:43 pm, TP

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Il est parfois difficile d'utiliser une image classique
pour se reprE9%senter certains de ces phE9%nomE8%nes.
Par exemple, l'image d'un E9%lectron comme une bille
ponctuelle n'a plus de sens lorsqu'il n'est plus localisE9%.
Idem pour l'effet tunnel, qui n'a pas de contrepartie classique.

Suite E0% un thread sur un sujet similaire :
 - C. Kittel  : "Physique de l'E9%tat solide"
 - H. Mathieu : "Physique de semiconducteurs"

Voir aussi ce diagramme des bandes
avant et aprE8%s contact d'une jonction PN :
http://cjoint.com/?fok3J4LsRE

Re: égalité des niveaux de Fermi

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Merci Jean-Christophe.
Je viens de regarder, les critiques du livre de Kittel ne sont pas très
bonnes:

(Amazon.com product link shortened)-
reviews/0471111813/ref=cm_cr_pr_link_1?ie=UTF8&showViewpoints=0&sortBy=bySubmissionDateDescending

Visiblement, le "Ashcroft & Mermin" semble plus conseillé:

(Amazon.com product link shortened)-
Ashcroft/dp/0030839939/ref=sr_1_1?ie=UTF8&s=books&qid12%73843968&sr=8-1

Il existe une traduction française:

http://books.google.fr/books?id=6qo8e9DeC24C&pg=PR1&dq=Ashcroft/Mermin&cd=1#v=onepage&q=thomson&f=false
http://www.amazon.fr/gp/search?index=books&linkCode=qs&keywords28%68835775

Mais le problème avec les livres d'éditeurs français, c'est qu'ils sont
brochés, voire thermocollés... Donc pour moi, c'est la version anglaise
d'occasion.

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Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 14, 3:00 pm, TP

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Ca m'E9%tonne un peu, mais bon.

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Il existe aussi des ouvrages du CNAM sur le sujet
( livres et polycopiE9%s de cours )

  Librairie des Arts et ME9%tiers
  33, rue RE9%aumur  75003 Paris
  lun/ven 10h30 E0% 19h30 - sam 9h00 E0% 18h30
  Tel:  01.42.72.12.43
  Web:  http://www.lam-paris.com/edit.php?id3D%2

Ca dE9%pend de ce que tu recherches prE9%cisE9%ment.
http://tinyurl.com/34okwzb

Sinon, ta question E9%tait-elle juste motivE9%e
par la curiositE9%, ou pour une E9%tude prE9%cise ?

Re: égalité des niveaux de Fermi

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Merci encore pour ces infos.

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Non, par simple curiosité.
Le livre de Malvino me semble vraiment bon pour se fabriquer des
représentations mentales permettant de comprendre ce qu'il se passe, mais je
ne comprenai pas son explication du mouvement des bandes en cas de transfert
d'électron.
Si seulement tous les cours magistraux étaient aussi clairs!

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Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 14, 3:55 pm, TP

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Voici un extrait que je trouve clair,
tu me diras ce que tu en penses ...
http://cjoint.com/?forjPEm8tH

Re: égalité des niveaux de Fermi

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Voici les remarques au fur et à mesure que je lis:

* sur la présentation: pour un texte, il est de loin préférable d'utiliser
une police avec sérif. Ici la police est sans sérif, normalement c'est
réservé aux titres. Ce n'est pas un détail...

* p.50:

"De la même façon [...] dans la région voisine du plan de jonction"

Donc les trous de la zone P entrent dans la zone N suivant l'auteur.
Pour moi, c'est plutôt les électrons de valence de la zone N qui diffusent
dans la zone P (ce qu'on interprète par un mouvement de trous (de valence)
vers la zone N).
A mon avis, il faut bien insister sur le fait que les trous concernent la
bande de valence, tandis que les électrons (libres) concernent la bande de
conduction. Mais sûrement est-ce précisé avant dans le cours.
Les électrons libres (de la bande de conduction) de la zone N vont alors se
recombiner avec les trous juste libérés dans la bande de valence de la zone
N, provoquant l'émission de chaleur (ou lumière, ce qui à mon avis, est la
même chose au niveau de la particule, mais c'est un autre débat).

* p.51: la partie basse de la figure 2.1 est claire (elle n'est pas aussi
claire dans le cours de Malvino).

* équation (2) p.52:

Ce n'est pas l'équation de Poisson, mais l'équation de Gauss (sa forme
locale) div E = rho/epsilon0.
C'est dommage d'utiliser "C(x)" pour la concentration plutôt que "rho(x)"
comme tout le monde.

* p.53: j'arrête la lecture faute de volonté. Il manque des explications
pour que j'accroche. Elles sont peut-être dans les chapitres précédents.
C'est ce que je reproche souvent aux cours en français: il manque souvent
des phrases.

Voilà... Désolé de ne pas aller plus loin. Ce que j'aime avec le Malvino,
c'est qu'il n'y a pas d'équation, et que ça me permet de comprendre "avec
les mains" plein de concepts. Ici, le cours que tu présentes est plus
théorique (plus avancé, en fait). Pour avoir déjà échangé avec moi, tu sais
que les équations ne me font pas peur, mais pour la jonction PN, ce n'est
pas ce que je recherche pour l'instant.
Pour information, j'avais lu un cours qui ressemble à celui-ci il y a
quelques années, mais je n'avais presque rien retenu de physique. Il faut
dire qu'à l'époque les équations me faisaient plus peur qu'aujourd'hui.

Merci à toi

Julien

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Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 14, 9:42 pm, TP

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Oui, la prE9%sentation est importante quand on doit lire un long texte;
mais la qualitE9% des informations compte plus que leur prE9%sentation ...

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Cela ne revient-il pas au meme, suivant le point de vue adoptE9% ?
Personnellement j'ai toujours trouvE9% discutable la notion
de trou : c'est pratique, mais pas une rE9%alitE9% physique.
(je sais que cela aussi peut etre discutable, mais bon)

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Le problE8%me avec les explications, est qu'on ne sait pas E0% priori
ce que sont les images mentales de l'interlocuteur pour s'y adapter.
Un cours s'adresse E0% beaucoup de gens, certaines images
parlantes pour les uns seront dE9%routantes pour les autres.

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:-)

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Oui, on aurait pu dire aussi AB% une des E9%quations de Maxwell BB%
Sans doute une confusion de termes.
http://tinyurl.com/2v9f779

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Surement pour faire ressortir le 'x' dans dE/dx 3D% C(x)/epsilon

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Il s'agit d'un extrait, tu auras compris que je n'ai pu poster la
totalitE9% du cours.

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C'est extrait d'un cours d'ingE9% CNAM.
Se pose la question : jusqu'oF9% faut-il aller ?
Il n'y aurait pas de semi-conducteurs sans la physique quantique,
alors faut-il l'inclure dans un cursus d'E9%lectronicien ?
Ou se contenter d'en appliquer les consE9%quences pour l'ingE9% et le
tech.

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Ok.

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Merci d'avoir assurE9% le suivi.

Re: égalité des niveaux de Fermi

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Oui, effectivement... Dans mes précédentes lectures, je n'avais pas retenu
ce qu'est un trou.

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Exact.
 
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Comme tu le dis, il y a plusieurs niveaux... Tout dépend du temps dont on
dispose ;-)

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Re: égalité des niveaux de Fermi


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'soir,

Voir ouvrages tels que le Manneville-Esquieu pour une description sérieuse
de la polarisation d'un diode qui est bien constituée d'une jonction PN et
de deux jonctions métal-semiconducteur....Et ce dans le respect de la
circulation du potentiel électrique, à quoi ton document fait injure, comme
nombre d'ouvrages traitant du sujet.

Bonne soirée

Vincent


Re: égalité des niveaux de Fermi

 > ton document fait injure, comme
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voir pages 59 et 60

Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 15, 11:22A0%pm, "Vincent Thiernesse"

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Je vais rechercher demain, mais si tu as aussi l'E9%diteur
et/ou la collection et/ou un ISBN, c'est pas de refus ...

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Ah bon ? Pages 59 et 60 ?
Peux-tu prE9%ciser oF9% est l'injure s'il te plait ?
( on m'aurait menti ? )

Re: égalité des niveaux de Fermi

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tu ne vois pas que la circulation du potentiel électrique n'est pas
respectée....tout ça pour occulter les deux jonctions
metal-semiconducteur....

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on t'a caché une partie de la vérité...

Vincent


Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 16, 1:22 pm, "Vincent Thiernesse"

Salut Vincent,

 | http://cjoint.com/?forjPEm8tH
 | pages 59 et 60

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Non, dE9%solE9%; meme aprE9%s vE9%rification je ne vois toujours pas.
Peut-etre que je ne cherche pas aussi loin qu'il le faudrait.
Tant que je peux concevoir des circuits en
utilisant correctement les composants, c'est ok.
J'aime bien comprendre le dessous des choses, mais quelquefois
je n'ai pas assez de connaissances en physique ou en maths.

| ( on m'aurait menti ? )
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... ach was ?
http://cjoint.com/?frmFgY0Vm2

Re: égalité des niveaux de Fermi


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c'est ça qui m'épate: ça se voit comme le nez au milieu de la figure et
personne n'y voit rien :-)))


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Je les ai vu !!!

Vincent


Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 17, 2:50 pm, "Vincent Thiernesse"

 | Non, dE9%solE9%; meme aprE9%s vE9%rification je ne vois toujours pas.

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Vu le manque de rE9%action du groupe, je ne suis
pas le seul ( ce qui n'est pas une excuse, hein )
Mais peut-etre que je cherche un truc tordu alors
que c'est tellement criant que je ne le vois pas ?

Dommage, j'aurais aimE9% savoir ce que tu reproches
E0% ce truc, juste pour le plaisir de rE9%pondre ensuite :
" ah ouaaais, j'le savais ! "

Re: égalité des niveaux de Fermi


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il te faut un niveau...disons....3ième en maths pour dénicher la petite
bête...

Vincent


Re: égalité des niveaux de Fermi
On May 17, 7:36 pm, "Vincent Thiernesse"

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Maintenant que tu m'as dit ca, tous mes montages
comprenant au moins une diode et qui marchaient
bien ne fonctionnent plus du tout, c'est malin !

Re: égalité des niveaux de Fermi


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voilà, ça va encore être de ma faute :(

Vincent


Re: égalité des niveaux de Fermi


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voili, j'ai scanné.

bon, je lâche le morceau: explique-moi comment, page 59 par exemple,
Vf+(Vd-Vf)=0....simple loi des mailles.

impossible d'expliquer sans escroquerie intellectuelle si l'on ne considère
pas les jonctions métal-semiconducteur.

Sinon je viens de finir un ampli qui à l'origine devait être un ampli en
courant....surpris par le fabuleux RSB de la structure imaginée, je l'ai
fait version tension....et toujours un fabuleux RSB....j'ai beau coller mon
oreille sur les HPs, je n'entends pas le moindre souffle. Mon voltmètre me
donne 0 Vac....bref, je n'ai pas ce qu'il faut pour mesurer son bruit...
Y-a qu'à dire que je suis content, et quand je suis content,
je........scanne :)


@

Vin


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