Composants de l'Electronique

Objectifs

Les circuits intégrés sont constitués de composants actifs dont le fonctionnement repose sur les propriétés des matériaux semiconducteurs (très majoritairement le silicium). Ils représentent un condensé de science et de développement technologique de très haut niveau et, dans le même temps, un facteur de progrès socio-économique sans égal depuis la généralisation de l'électricité [1]!

[1] Sur l'évolution du secteur des semi-conducteurs et ses liens avec les micro et nanotechnologies, Rapport de l'OPECST n° 138 (2002-2003) de M. Claude SAUNIER, fait au nom de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scient. tech., déposé le 22 janvier 2003

Compétences visées

A l'issue de ce module vous différencierez un état cristallin d'un état amorphe et les différents types de cristaux. Vous identifierez la structure cristallographique du silicium et vous différencierez un semiconducteur d'un conducteur ou d'un isolant. Vous saurez comment conférer (et/ou) calculer les propriétés électroniques d'un semiconducteur.

Vous établirez les différents courants dans les semiconducteurs, évaluerez leurs réactions à diverses excitations (chaleur, rayonnement électromagnétique ou champ électrique) et calculerez le temps nécessaire au retour à l'équilibre.

Enfin, vous comprendrez le fonctionnement de divers composants électroniques basés sur une jonction PN comme une cellule photovoltaïque, une photodiode PIN ou APD, une diode électroluminescente ou LED, une diode zéner, une diode de redressement, etc... mais aussi de les concevoir et de les optimiser pour l'application à laquelle ils sont dédiés.

Dans la deuxième partie, vous comprendrez le comportement physique des Transistors Bipolaires et MOS. Les modèles présentés vous permettront de concevoir en particulier les circuits analogiques classiques (Amplificateurs, Filtres).

Bibliographie

A. Vapaille et R. Casatagné, « Dispositifs et circuits intégrés semi-conducteurs », Dunod, Parie, 1987

P.Leturcq, G.rey, Physique des composants actifs à semiconducteurs, Dunod, 1978

H.Mathieu, H.Fanet, Physique des composants actifs et des semiconducteurs, Dunod, 2009

Pré-requis nécessaires

Aucun si ce n'est les outils mathématiques acquis à l'entrée en école d'ingénieurs.

Session 1 ou session unique - Contrôle des connaissances

Session 2 - Contrôle des connaissances