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Jonction NP - PN dans les semi-conducteurs

Dans les composants électroniques actuels (transistors, diodes) on utilise des partie polarisées N ou P en modifiant la composition chimique des matériaux semi conducteurs (généralement en additionnant des composants). Cette notion s'applique également aux transistor BICMOS mais un peu différemment.

Dans les parties polarisées N, on augmente le nombre d'électrons libres. Dans les parties polarisées P, on va augmenter le nombre de trous susceptibles d'accueillir des électrons libres. Les deux parties sont séparées par une couche neutre appelée jonction. Les électrons se déplacent dans le sens inverse du courant, soit dans le sens nombre d'électrons libres (N) vers trous (P).

Prenons une jonction PN correspondant à une diode et ses variantes zener - LED lumineuse. En présence d'une tension positive entre l'anode et la cathode (soit entre la jonction P et la jonction N), les électrons vont passer de la région N à la région P, soit laisser passer le courant. En sens inverse, soit une tension négative entre l'anode et la cathode, les électrons injectés dans la partie P (trous) vont empécher le passage des électrons libres de la région N, donc empécher le passage du courant dans ce sens.

Ce principe est également utilisé dans les transistors. Prenons le cas d'un transistor bipolaire NPN (le fonctionnement est identique pour les autres technologies).

La jonction NP (Collecteur - base) bloque le passage du courant, tandis que la jonction PN (base - émetteur) laisse passer le courant. En créant une tension positive sur la base du transistor, on va injecter des électrons dans la partie P. Tant que la partie P n'est pas sur-saturée en électrons par rapport à la partie N (collecteur), le transistor est bloquant. Lorsque la charge en électrons de la base est supérieure, le courant peut alors passer du collecteur vers la base.

Quelques remarques concernant ces jonctions:

1. la courbe courant tension dans le sens passant n'est pas linéaire.
2. le passage du courant n'est possible qu'à partir d'une tension de seuil.
3. En tension inverse, chaque composant à une tension de claquage (maximum) à partir de laquelle, elle laisse passer le courant

En résumé: une jonction PN laisse passer le courant, une NP le bloque.

Définitions annexes: résistances électriques - optocoupleur - Transil - Transorb thyristor

Dernière mise à jour, le 17/01/2021