III.1 – Caractéristiques On utilise la zone de claquage inverse de la jonction PN. Figure 2.2 : Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque 24 . Lacaractérisationd’uncomposant!électronique!commence!toujours!par!une!étude!statique!(oupoint! Caractéristique de … On distingue deux types L’étude développée dans le présent chapitre s’articule autour des axes suivants : • A partir des mesures expérimentales, une caractérisation des principaux paramètres de la jonction pn d’une diode transil commerciale (BZW06P37, ST Microelectronics) est menée. Les articles de référence permettent d'initier une étude bibliographique, rafraîchir ses connaissances fondamentales, se documenter en début de projet ou valider ses intuitions en cours d'étude. l’étude élémentaire de la diode à vide dans le modèle cartésien qui aboutit à la loi de Child-Langmuir. La diode se compose d’une jonction PN, Positif Négatif (figure 1) généralement en germanium ou en silicium. E' 20 -- Par une étude complète (non effectuée ici), on peut montrer que la caractéristique théorique courant--tension de la jonction est donnée par i=n{m;--z>--l avec les orientations de la figure 4, et où : > e est la charge élémentaire; > kg est la constante de Boltzmann; > T est la température; > I_? Si le courant inverse excède cette limite, la diode sera endommagée. La diode la pl us classique est la "diode à jonction PN", qui sera l'objet des sections 5.2 à 5.6. Nous avons fabriqué une diode à jonction. Dans cette étude une simulation du transfert radiatif a été développée, ce qui nous a permis d’étudier la transmission du rayonnement à travers les couches qui précédent la cellule PV suivant certains paramètres pouvant l’altérer. Ce claquage est réversible ou irréversible selon le type de transistor utilisé. Dans un premier temps (sections 5.2 à 5.5), nous envisagerons une diode à jonction PN idéalisée. L’étude de l’influence des paramètres technologiques sur la caractéristique I V d’une photodiode PIN en Si Présentée et soutenue le 22 06 2016 par : Mme. LES DIODES 6 . La diode PN : caractéristique Une jonction P-N est créée en juxtaposant un semi-conducteur dopé N (les électrons sont majoritaires) avec un semi-conducteur dopé P (les trous sont majoritaires). > 0 est appelé ( courant inverse de saturation >. 5.2 – La diode à jonction PN (idéale) Il existe plusieurs types de diodes. l’étude élémentaire de la diode à vide dans le modèle cartésien qui aboutit à la loi de Child-Langmuir. Question : On donne Ve = +5V, Rp = 1KΩ et VSeuil = 0,6 V. Déterminer la valeur du courant Id. Chachou Imane Mlle. Reprenant le principe de la jonction PN de la diode « signal », celle-ci utilise une jonction PIN (I comme Intrinsèque) constituée d’un empilement P+/N–/N+ . Figure I.6: Caractéristiques électriques courant-tension, puissance-tension d'une cellule 10. Description de la jonction P-N 1.1 Phénomènes physiques à l'établissement de la jonction (pas de tension de polarisation, équilibre thermodynamique) • Il existe un gradient de concentration à la jonction les porteurs majoritaires d'une région l'interpénétration partielle, généralement par fusion entre surfaces, d'un semi-conducteur de type P avec un semi-conducteur de type N. Pour commencer,disons très schématiquement que la théorie des semiconducteurs et l'expérience prouvent. Minouprof / 21 janvier 2017. 6. Le fait de créer une telle jonction, fait apparaitre un champ électrique interne. jonction sur le Wiktionnaire Le mot jonction est employé dans plusieurs domaines : Jonction P - N Jonction tunnel Jonctions intercellulaires Jonction communicante Les jonctions communicantes, aussi appelées jonctions gap ou macula communicans ou nexus ou jonctions lacunaires ou encore jonctions perméables, sont des Les jonctions serrées ou étanches ou … Constitution de la diode à jonction PN Une diode est formée d'une jonction PN accessible par deux contacts ohmiques : le contact relié à la zone P est appelé anode et celui relié à la zone N cathode. La diode à jonction PN. dégradation des caractéristiques de la diode irradiée, principalement aux faibles tensions de polarisation directe et en polarisation inverse. Fig. Fig. En pratique, pour Vce > 1 V, la caractéristique d’entrée dépend peu de Vce. Représentation cathode anode VD ID P N anneau de repérage Ecrêtage d’une tension ; Alimentation continue de petite puissance. Dans l'étude des convertisseurs, on substitue à la caractéristique réelle la caractéristique idéale en négligeant la chute de tension et le courant de fuite circulant en inverse. • Polarisation dans le sens direct - du générateur est relié à la zone N et le + à la zone P Le champ électrique extérieur s’oppose au champ interne si , un courant important peut traverser la jonction. P N La relation entre le courant IDet la tension VDthéorique de la jonction polarisée est : \u000e\u000f\u0010 \u000e\u0012\u0013 Figure 4 . II. Caractéristique Courant / Tension de la diode – Formule de Shockley. La face exposée au rayonnement solaire est la zone dopée N. Un revêtement spécifique est appliqué sur la face supérieure pour améliorer le rendement. II.18 Image d’une cellule Gräetzel 38 II.19 Schéma équivalent d’une cellule photovoltaïque idéale à jonction PN 38 II.20 Caractéristiques I(V ) à l'obscurité et sous éclairement d'une cellule photovoltaïque 40 II.21 Caractéristiques I(V ) et P(V ) d 'une cellule solaire 42 II.22 Caractéristique courant tension de … Article de bases documentaires | 10 mai 2008 | Réf : D3935; Conversion photovoltaïque : du rayonnement solaire à la cellule. 1. Une étude approximative semble montrer que la diode se comporte comme un fil de résistance négligeable quand elle est passante et comme un interrupteur ouvert quand elle est bloquée. 7. Une jonction PN est crée par juxtaposition dans un même matériau semi conducteur, de deux zones ; l’une de type P (majoritaire en trous) et l’autre de type N (majoritaire en électrons). Jonction PN non polarisée : Au voisinage de la jonction, les électrons libres (porteurs majoritaires) de la zone N franchissent la jonction et diffusent vers les trous (porteurs majoritaires) de la zone P laissant en place des ions fixes (positif côté N, négatif côté P). Ce phénomène va s'arrêter quand le champ électrique Eint créé par les atomes donneurs ou accepteurs (qui vont devenir respectivement des charges + et -) va être suffisant pour contrarier le mouvement des charges mobiles. Nous nous limiterons donc uniquement à l'étude de cette structure. Figure I.1 : Schéma de principe de … 7. Analyse des caractéristiques I-V des jonctions PN à base de SiC. Rappel théorique : Une diode est un dipôle non linéaire et non symétrique réalisée à base de semi-conducteur par la juxtaposition de deux zones dopées avec des porteurs de signes opposés (PN), on parle alors d’une Jonction. en anglais) ( La DEL est un dipôle jonction PN (diode ), qui lorsqu’elle est polarisée en direct, émet une lumière de couleur précise ( rouge, vert, jaune, … ). Revenons sur Terre! Un MOSFET de puissance est formé d'un grand nombre de cellules élémentaires mises en parallèle. Une diode électroluminescente ou une cellule solaire photovoltaïque est composée d’une jonction p-n, la couche supérieure étant un matériau de type n et la couche inférieure de type p. Pour fabriquer ces jonctions, on effectue un traitement de surface pour déposer un semi-conducteur de type n sur la surface externe d’un matériau de type p. Courbe tension-courant d'une diode Zener : Vous pouvez remarquer, sur cette courbe, que la diode Zener, tout comme la diode standard en courant direct, est limitée en courant inverse. Ces moyens ont été utilisés pour caractériser une « LED blanche ». Q8 : On demande de représenter l’évolution de la caractéristique de la diode dans le cas d’une cellule photovoltaïque (on précisera en représentant la courbe pour 3 valeurs d’éclairement). 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 difficile de faire passer abruptement la densité de dopants (par e… download Plainte . Une étude approximative semble montrer que la diode se comporte comme un fil de résistance négligeable quand elle est passante et comme un interrupteur ouvert quand elle est bloquée. La caractéristique de transfert est définie par la relation I C = f (I B) @ V CE = cte. En outre, les cellules en silicium présentent actuellement en laboratoire, un rendement maximal de 25,6% [3], ce qui est très proche de la limite théo-rique maximale pour une cellule simple jonction [4]. En sens inverse, si la d.d.p. Cette caractéristique de sortie peut être une variation de résistance, de courant, de tension. Une jonction est la limite de séparation entre un semiconducteur de type N et un semiconducteur de type P. 2.2. Figure I.1 : Schéma de principe de … interne de la diode. MajecSTIC 2005: Manifestation des Jeunes Chercheurs francophones dans les domaines des STIC, IRISA – IETR – LTSI, Nov 2005, Rennes, pp.122-126. Expériences sur les oscillations forcées et la résonance en mécanique. • Diode à l’état : Bloqué. mentaux d’une telle étude sont d’une part l’état de la population d’électrons à l’équilibre ther-modynamique (qui dépend fortement de la structure des niveaux d’énergie), et d’autre part l’évolution de cette population lorsqu’intervient une perturbation. La Diode Electro-Luminescente : DEL ( ou LED . La diode joue alors le rôle d'un interrupteur parfait , unidirectionnel en courant et en tension . Elle est couverte d'une plaque qui joue le rôle de cathode. interne de la diode. La jonction p-n Une jonction p-n correspond à la juxtaposition de deux matériaux identiques ou non de type p et de type n Type n Type p V Une jonction p-n est une diode 4 - Déterminer la résistance statique et dynamique. La surface de séparation des régions de type P et N s’appelle une jonction PN. La figure suivante présente la courbe caractéristique d'une diode Zener. Au voisinage de la jonction , les trous de la zone P vont neutraliser les électrons libres de la zone N (il y a diffusion des charges). 2°) LA PENTE DE LA TENSION : La jonction PN présente une certaine CAPACIT ... En réalité le phénomène est plus complexe, car pour une étude détaillée et par ailleurs hypothétique, il conviendrait de considérer la zone de conduction N3 P2 N1 P1, d'où il ressort que dans le quatrième quadrant, la sensibilité au déclenchement est plus réduite que dans les autres cas. Modélisation d’une diode – Linéarisation par morceaux. 7. Définition de la jonction PN II. Figure I.9: Caractéristique d'un regroupement en série de … L’électronique, on po… En technologie, un modèle est une représentation simplifié d’une chose complexe. Ce claquage est réversible ou irréversible selon le type de transistor utilisé. en polarisation directe (0,5 à 0,8 V pour Si) ; c’est la cellule photovoltaïque à jonction PN. La première ne résistant pas à plus de 75°, la seconde à 200° environ, détrône ainsi le germanium plus … Figure III.3: cas d’une jonction PN avec une résistance série (a), et résistance shunt et série . Le courant dans la diode ne peut passer que dans un seul sens : de l’anode vers la cathode. Plusieurs modèles de représentation d’un atome ont été établis. Suivant l’étude que l’on veut mener, on prendra l’une ou l’autre de ces caractéristiques. Jonction PN Fabien PASCAL . Conducteur ohmique ..... 166 3. 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 difficile de faire passer abruptement la densité de dopants (par exemple des donneurs) d'une valeur constante à 0. La diode est un dipôle passif non linéaire, mais de caractéristique linéarisable par morceaux. matériaux de photodiodes, on utilise des matériaux susceptibles de former une jonction pn, comme Si, Ge, AsGa ou AsGaIn. Les diodes à jonction PN. la diode de puissance Principe de la diode Du point de vue de l’électronique de puissance, la diode est un interrupteur non commandable. Bobine parfaite ... la partie P et la partie N constitue une jonction appe-lée jonction PN. Le cours abordera plus particulièrement l’ensemble des notions permettant d’expliquer la caractéristique électrique d’une jonction PN. 1 Rappels sur la physique des composants Introduction Nous allons ici reprendre les notions fondamentales de physique du semiconducteur. Cette représentation est relative à l’atome de Silicium. On regroupe les caractéristiques statiques du transistor en réseaux de courbes sur quatre quadrants, dont la figure 15 donne un exemple. Les caractéristiques \(I_b=f(V_{be})\) sont pratiquement celles d’une diode à jonction PN. Application des diodes en régime de commutation - Conversion du courant alternatif en continu – Le redressement simple et double alternance. Symbole électrique de la diode : Photo d’une diode type 1N4007 : L’objectif de ce TP est de réaliser par différentes méthodes caractéristique I(V) d’une diode La caractérisation d’un composant électronique commence toujours par une étude statique (ou point de fonctionnement). En mettant en contact ces deux plaques polarisées, on obtient une jonction PN (Positive-négative). Introduction à la physique du solide et aux matériaux semiconducteurs, permettant de comprendre les mécanismes physiques en jeux dans les composants électroniques. • Calculer VF et IF jonction sur le Wiktionnaire Le mot jonction est employé dans plusieurs domaines : Jonction P - N Jonction tunnel Jonctions intercellulaires Jonction communicante Les jonctions communicantes, aussi appelées jonctions gap ou macula communicans ou nexus ou jonctions lacunaires ou encore jonctions perméables, sont des Les jonctions serrées ou étanches ou … Le fonctionnement d'une diode n'est pas simple à appréhender lorsqu'on n'a pas fait d'études à caractère scientifique. L’étude expérimentale du panneau photovoltaïque hybride a été faite, les différentes caractéristiques. EXERCICES D’APPLICATION Remarque : Pour les exercices ci-après, on considèrera que les diodes sont parfaites. Méthodes d ’études La diode à jonction • Poser une hypothèse sur l’état des diodes. Le quadrant 1 de cette figure représente la caractéristique de sortie : I C = fonction de V CE pour différentes valeurs de … • Redessiner le schéma étudié correspondant à l’hypothèse en faisant apparaître clairement le courant IF et la tension VF. 5. production des cellules solaires à base de silicium reste coûteuse et nécessite une impor-tante quantité de matériau. Figure I.7: Présentation d'une cellule, d'un panneau et d'un champ photovoltaïque 12. Constitution de la diode à jonction PN Une diode est formée d'une jonction PN accessible par deux contacts ohmiques : le contact relié à la zone P est appelé anode et celui relié à la zone N cathode. 2) Caractéristique d'une diode à jonction PN Une diode a la propriété de laisser passer le … Chapitre 2 : Jonction PN et diodes. Cette valeur est donc légèrement supérieure à celle d'une jonction de diode. Modèles statiques de la diode à jonction PN. Description. La diode peut ainsi commuter de l’état passant à l’état bloquée. Les cellules photovoltaïques sont fabriquées à partir d’une jonction PN au silicium (Diode). de 0 à A la diode est polarisée dans le sens direct, mais la tension est tropfaible pour débloquer la jonction.C’est la zone de blocage direct. 3. Une diode à semi-conducteur est, électroniquement parlant, une JONCTION PN. Interprétation et exploitation. En l'absence de tension (champ) extérieur- diode à l'équilibre Les électrons libres du coté N proches de la jonction se recombinent avec les trous du coté P jusqu'à création au niveau de la jonction d'une zone neutre, appelée zone de charge d'espace ces jonctions pn dans les dispositifs photovoltaïques seront ensuite données ; sur le silicium, bien sûr... , en plus de la jonction pn, une cellule photovoltaïque. Elle est couverte d'une plaque qui joue le rôle de cathode. Commentaires . Tracé d'une courbe de résonance. Elle est constituée d’une jonction PN (voir l’analyse documentaire sur les SC dans la suite de l’année) ; c’est donc un dipôle dissymétrique : II.2. EFFET PHOTOVOLTAIQUE (4) Production paire électron-trou Effet de jonction pn et apparition d’une f.e.m. Cette barrière, appelée zone de déplétion, est formée par recombinaison du surplus de trous et d’électrons des zones p et n remise en contact. Le schéma suivant représente les niveaux d’énergie au voisinage de la jonction : Simulation numérique des caractéristiques électriques d'une cellule solaire à double jonctionen (AlGaAs/GaAs) ... Représentation d'une jonction PN à l'équilibre thermodynamique 20 . La largeur de la zone de déplétion varie avec la tension appliquée de part et d'autre de la jonction. Plus cette zone est petite, plus la résistance de la jonction est faible. La caractéristique I (V) de la jonction est donc fortement non linéaire : c'est celle d'une diode . Symbole électrique de la diode : Photo d’une diode type 1N4007 : L’objectif de ce TP est de réaliser par différentes méthodes caractéristique I(V) d’une diode La caractérisation d’un composant électronique commence toujours par une étude statique (ou point de fonctionnement). Boukhalfa Malika Examinateur : Mr. Bouaarfa Examinateur : Mr. Garadi Année Universitaire: 2015-2016. En mettant en contact ces deux plaques polarisées, on obtient une jonction PN (Positive-négative). Une diode a la propriété de laisser passer le courant dans un sens (diode passante) et de l'arrêter dans l'autre sens (diode bloquée). Figure 2.1 : Exemples d'applications de cellules photovoltaïques à base de plusieurs technologies 23 . 2- Caractéristiques électriques d'un transistor NPN ... (Ib) est celle d'une jonction PN entre la base et l'émetteur. Sur la figure 7-c, nous voyons que le courant collecteur est composé de la façon suivante : une grande partie du … Au voisinage de la jonction, les trous de la zone P vont neutraliser les électrons libres de la zone N (il y a diffusion des charges). - Relever la caractéristique I = f(V) d’une diode à jonction dans le sens directe et inverse. Figure 17.1. Dans ce contexte, nous avons proposé ce projet de fin d'étude visant l’optimisation des performances des cellules PV à base d’hétérojonction de Si. Symbole électrique : 1N4004 Zener Schottky DEL 2. La cellule est constituée d'une jonction PN. caractéristique courant tension. 2- Caractéristiques électriques d'un transistor NPN ... (Ib) est celle d'une jonction PN entre la base et l'émetteur. La diode à jonction PN. La deuxième partie aborde la physique de la jonction PN. Dans ce contexte, nous avons proposé ce projet de fin d'étude visant l’optimisation des performances des cellules PV à base d’hétérojonction de Si. L'expression du courant est donc semblable à celui d'une diode à jonction PN : J d = J s.[ exp(V d / U T) - 1]. Dans le premier chapitre, on va présenter des généralités sur les cellules photovoltaïques, le principe de fonctionnement, les caractéristiques électriques d'une cellule et Analyse des caractéristiques I-V des jonctions PN à base de SiC Samia Rachedi, Keireddine Ghaffour To cite this version: Samia Rachedi, Keireddine Ghaffour. On a crée une jonction PN, qui est la limite de séparation entre les deux parties. Dans le premier chapitre, on va présenter des généralités sur les cellules photovoltaïques, le principe de fonctionnement, les caractéristiques électriques d'une cellule et Étude expérimentale d'un pendule de torsion : mesures statique et dynamique d'une constante de torsion. Chapitre 2 : Jonction P-N et diodes 1. Ce type de transistor à jonction prend aussi l'appellation de : transistor bipolaire. Par conséquent, le besoin grandis- Caractéristique de transfert. Détermination d'un moment d'inertie. II.1. La deuxième partie aborde la physique de la jonction PN. Le domaine de longueurs d’ondes des rayonnements recevables dépend du matériau, de la forme, et de la position de la jonction. La fonction Ic = f(Ib) caractérise " l'effet transistor " en régime linéaire. publicité. Le profil de dopage est la principale variable sur laquelle on peut jouer pour créer des jonctions différentes. De la jonction pn •soit une jpn polarisée à une tension ct. v a, traversé par un courant i a. Les schémas suivants montrent le principe d’une … Le profil de dopage est la principale variable sur laquelle on peut jouer pour créer des jonctions différentes. Cette d.d.p. Jeu de diodes : DEL, diodes Zéner, diodes de redressement. Figure III.5: Objectif de l’étude ..... 165 2. Pour chaque valeur de Ib on obtient une caractéristique. Le fait de créer une telle jonction, fait apparaitre un champ électrique interne. L'ensemble est enfermé dans un boîtier; pour les faibles puissances, celui-ci se réduit à un enrobage de résine. Nous nous concentrerons sur un composant fabriqué à partir de matériaux semi-­‐conducteurs : la diode (ou jonction pn) et qui intervient dans un grand nombre de circuits électroniques et qui a un comportement fortement non linéaire. En pratique, pour \(V_{ce}\) > 1 V, la caractéristique d’entrée dépend peu de \(V_{ce}\). !Dans!le!cas!d’undipôle!il!n’y!a!qu’une!seule!«!entrée/sortie!»,!dans!ce!cas!il!n’y!a! ELECTRONIQUE ANALOGIQUE DIODES A JONCTION CHAP I - DDIODES A JONCTIONN IDéfinition – symbole Une diode à jonction est une jonction PN munie de deux électrodes sur chaque extrémité. Équilibre au niveau de la jonction. Au LNE-INM une étude préliminaire a permis de mettre en place des moyens de mesure pour déterminer les caractéristiques intrinsèques des LED et mesurer leur intensité lumineuse. Dédicaces Personne ne peut prétendre avoir acquis les connaissances qui lui ont permis d’arriver au plus haut niveau d’étude, sans le soutien incontestable de sa famille, de tous ceux qui lui ont, de prés ou de loin, prêté un instant d’attention. La caractéristique courant-tension d une jonction N-P obéit à une équation de la forme [7] : où JoR et nR représentent respectivement les courants L'ensemble est enfermé dans un boîtier; pour les faibles puissances, celui-ci se réduit à un enrobage de résine. Les contemporains de cette époque imaginaient-ils l’éventail d’application dérivées de l’électronique que l’on connait aujourd’hui ? Vbe est en module trop grande, il y a claquage de la jonction émetteur-base. 2) Etude d’une diode de redressement 1.1) Etude Théorique La diode est un composant passif qui fait partie de la famille des semi-conducteurs, il en constitue d’ailleurs le plus simple élément. L’électrode du côté P est l’anode (A) et celle du côté N est la cathode (K).