Jonction P-N

En physique des semi-conducteurs, une jonction p-n sert à désigner une zone du cristal où le dopage fluctue brusquement, passant d'un dopage p à un dopage n.



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Semi-conducteur - Matériau

Jonction p-n dans du silicium. Sur ce schéma, les régions p et n sont reliées à des contacts métalliques, ce qui suffit à transformer la jonction en diode.

En physique des semi-conducteurs, une jonction p-n sert à désigner une zone du cristal où le dopage fluctue brusquement, passant d'un dopage p à un dopage n. Quand la région dopée p est mise en contact avec la région n, les électrons et les trous diffusent spontanément de part et d'autre de la jonction, créant ainsi une zone de déplétion où la concentration en porteurs libres est presque nulle. Tandis qu'un semi-conducteur dopé est un bon conducteur, la jonction ne laisse presque pas passer le courant. La longueur de la zone de déplétion fluctue avec la tension appliquée de part et d'autre de la jonction. Plus cette zone est courte, plus la résistance de la jonction est faible. La caractéristique I (V) de la jonction est par conséquent fortement non linéaire : c'est celle d'une diode.

La physique des jonctions p-n a de grandes utilités pratiques dans la création de systèmes à semi-conducteurs. La diode redresseuse de courant mais aussi la majorité des autres types de diodes contiennent ainsi une jonction p-n. Les cellules photovoltaïques sont aussi constituées d'une jonction p-n de grande surface dans laquelle les paires électron-trou créées par la lumière sont scindées par le champ électrique de la jonction. Enfin, un type de transistor, le transistor bipolaire, est réalisé en mettant deux jonctions p-n en sens inverse – transistor pnp ou npn.

Fabrication

Dopage

Article détaillé : Dopage (semi-conducteur) .

Le profil de dopage est la principale variable sur laquelle on peut jouer pour créer des jonctions différentes. Ce dopage change de type de part et d'autre de la jonction, passant d'un dopage de type p à un dopage de type n. En pratique, il est complexe de faire passer abruptement la densité de dopants (par exemple des donneurs) d'une valeur constante NDà 0.


Liens

Diode


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