PHYSIQUE DU SOLIDE
TRAVAUX DIRIGES 2007
Propriétés électriques 3ème partie

1. Expliquer la différence entre les semi conducteurs intrinsèque et extrinsèque.
Voir cours

2. Un semi-conducteur intrinsèque de silicium possède, à température ambiante, une conductivité électrique de 4*10-4-1.m-1 ; la mobilité des électrons et des trous valent respectivement 0.14 et 0.048 m².V-1.s-1. Calculer les concentrations en électrons et en trous à température ambiante.
=4*10-4-1.m-1 ; e=0.14 m².V-1.s-1 et t=0.48 m².V-1.s-1

Or avec ne et nt le nombre d’électrons et le nombre de trous par m3.
Dans le cas d’un semi-conducteur intrinsèque on a ne=nt

Et ainsi

Or U=RI donc V=.A mais A=nombre de porteur de charge.C.s-1 donc V= nombre de porteur de charge..C.s-1 ce qui donne

3. Du phosphore est ajouté à du silicium de grande pureté pour atteindre une concentration de 1023m–3 à température ambiante. -Le semi conducteur obtenu est il de type n ou de type p ? -Dessiner l’allure de sa structure de bandes
Voir cours

-Calculer la conductivité électrique du matériau en considérant que les mobilités des électrons et des trous sont les mêmes que dans le cas d’une semi-conduction intrinsèque.

Pour un semi-conducteur extrinsèque de type n on a avec ne le nombre d’électrons par m3 provenant du dopant. Ceci est du au fait que ne du dopant est excessivement plus élevée que ne et nt du matériau pur (1023 m-3 comparé à 1.33*1016m-3 calculée précédemment) et par conséquent on peut les négliger.
Au final on obtient :

4. Quelle est l’origine de l’effet Hall ? « Illustrer » la relation : Avec VH la tension de Hall, I le courant électrique, B l’induction magnétique, d l’épaisseur d’un conducteur et RH le coefficient de Hall.

5. La conductivité électrique et la mobilité électronique de l’aluminium valent respectivement 3.8*107 -1.m-1 et 0.0012 m².V-1.s-1. Calculer la tension de Hall pour un échantillon d’aluminium d’épaisseur 15 mm traversé