Bonjour,

Je viens de réaliser une animation illustrant le fonctionnement d'une jonction PN pour mon TPE, et je voudrais avoir votre avis sur son contenu.

Je sais qu'elle est incomplète, il manque notamment, vers la fin, le déplacement du trou de la paire électron-trou, mais je ne suis pas sûr d'avoir compris comment ça fonctionne...

Pourriez-vous me donner votre avis, me corriger et si possible m'expliquer ce qu'il faut que j'ajoute à la fin (avec des captures d'écran, ce serait mieux ).

Voici le lien : http://tpeprothret.legtux.org/.

Merci de votre aide.

Euh, t'en mets pas un peu beaucoup des dopants là quand même ?

Oui, je sais qu'il y en a normalement très peu (maximum 10^19 atomes de dopant par cm^3). Cependant, si je fais le calcul, cela fait environ 1 atome de dopant sur 20 atomes. Or, compte tenu du nombre limité d'atomes sur mon animation, cela aurait fait trois atomes de dopant.

Je ne pouvais donc pas faire mon schéma "à l'échelle". J'ai donc choisi de ne pas le faire du tout à l'échelle. Mais c'est vrai que j'ai un peu exagéré, à bien y réfléchir...

EDIT : Sinon, d'autres remarques ?

Euh... Je me suis trompé, en fait, avec le phosphore, c'est un dopage N !

Bonjour,

quelques remarques ou suggestions

- beaucoupo de dopants comme a dit Freudgo. Je sais que ce n'est qu'un schéma, mais n'en mettre qu'un sur deux ou trois, c'est peut être plus "symboliquement" représentatif?
Dans le même ordre d'idée , le dessin donne une importance dimensionnelle exagérée à la zone de transition, qui est, dans les faits, trés mince. Sans respecter les échelles, faire cette zone moins grande que les zones neutres est peut être plus judicieux

- encore plus subjectif,...mais sur le choix des couleurs:
Les gros atomes ont des couleurs foncés; ils occultent la visibilité des électrons oranges clairs .
Cela rend aussi à certains endroits le texte, surtout en rouge, pas assez lisible, encore plus à la fin avec la zone de charge en surimpression.
J'imagine qu'il y a des explications complémentaires à l'appui, mais il ne faut pas sous-estimer , surtout dans un exposé oral, l'importance du visuel qui laisse une impression même inscinciente, parfois plus durable que ce que l'on dit. ( tout dépend de l'auditoire aussi, bien sûr)

- un peu plus sur le fond , il me semble , sauf erreur que vous avez eu sur le site des échanges antérieurs sur la question.
Dans le texte cette fois, n'y a-t-il pas une rôle exagéré donné à la zone centrale Cette fine couche , c'est une fois formé essentiellemnt une barrière de potentiel, via un champ électrique interne.
Elle joue bien sûr son rôle-clé dans le contrôle de la jonction PN mais "l'essnce" de la liaison, et qui doit clairement resortir, c'est aussi le rôle des électrons libres circulant dans la bande de conduction et des trous mobiles qui sont en fait un mouvement électronique dans la bande de valence.

Citation : nabucos

"l'essnce" de la liaison, et qui doit clairement resortir c'est aussi le rôle des électrons libres circulant dans la bande de conduction et des trous mobiles qui sont en fait un mouvement électronique dans la bande de valence.

C'est ce que j'ai tenté de faire à la fin, mais comme je n'avais pas bien compris, j'ai laissé l'animation incomplète. J'ai représenté l'électron libre (dans la bande de conduction) tout à la fin de l'animation, mais pour le trou, j'avais eu un doute : est-ce que le trou lié à l'atome de bore va se déplacer en prenant un électron à un atome de silicium voisin, ou à un atome de bore avec 8 électrons autour ?

Citation : nabucos

Les gros atomes ont des couleurs foncés; ils occultent la visibilité des électrons oranges clairs .
Cela rend aussi à certains endroits le texte, surtout en rouge, pas assez lisible, encore plus à la fin avec la zone de charge en surimpression.

Que me suggérez-vous pour rendre l'animation plus lisible ? J'ai essayé plusieurs combinaisons de couleurs, mais je n'ai pas trouvé mieux que celle-ci... En plus, je ne m'en rends même pas compte, vu que c'est ma partie de TPE je connais déjà le contenu de l'animation... C'est toujours bon de le savoir.

En tout cas, merci pour vos commentaires, ils me sont d'une aide précieuse.

Comme je vous ai dit, mes remarques sur la forme ont un côté subjectif, .avec la vision depuis mon écran de portable.
Simplement, peut-être, des couleurs plus claires poursles atomes ( plus "pastel") , foncés pour les électrons et surtout le texte rouge à éviter.
Sur mon écran, surtout à la fin , c'est à peine lisible.
En noir tout bêtement et en un peu plus gros ?
Un autre "truc" d'exposé sur ce point: Dans les textes projetés , on évite d'utiliser le rouge pour le texte de base , c'est condidéré agressant l'auditoire!( un peu comme si vous rédigiez votre copie de devoir en rouge pour votre prof !)

Concernant la mobilité des trous , c'est bien Si+ qui se déplace de fait , mais ceci a déjà été expliqué . Si vous souhaitez aller plus loin dans la clarification que des échanges de forum, je vous conseiile ce lien

http://philippe.roux.7.perso.neuf.fr/R [...] Semi_cond.pdf

Je trouve que c'est un document d'initiation assez bon, peut-être un peu trop complet pour un niveau première, mais en navigant, vous y trouverez en particulier des schémas remarquables et clairs sur ce qui se passent dans un semi conducteur et une liaison PN.

J'ai essayé le texte en noir, c'était évidemment ce que je voulais faire au tout début (ça me semblait être ce qu'il y avait de plus naturel), mais les orbites des électrons étaient aussi de cette couleur. Du coup, on voyait encore moins bien...

Enfin, je vais voir ce que je peux faire.

Donc, c'est bien cela qui se passe, non ? :



(J'ai représenté le déplacement avec la flèche violette)

Sinon, pensez-vous que je doive faire une autre animation pour expliquer la formation de paires électrons-trous et les recombinaisons dans un cristal de silicium intrinsèque, sous l'effet de l'agitation thermique ?

EDIT :

Dans le document que vous m'avez donné, j'ai cru comprendre que deux électrons du cristal ne peuvent occuper le même niveau d'énergie. Est-ce exact ?

Autre question qui m'intrigue. Pour le silicium, le gap est de 1,12 eV, ce qui correspond, toujours d'après le document que vous m'avez donné, à 1,8.10^-19 J. Or, l'énergie qu'on apporte au cristal, par exemple lorsqu'on le chauffe, est une infinité de fois (bon, j'exagère peut-être un peu) plus élevée. Comment se fait-il, dans ce cas, que tous les électrons ne deviennent pas libres ? Bien sûr, il y a les recombinaisons des paires électrons-trous, mais est-ce la seule explication ?

Citation : fiveayem_one

Dans le document que vous m'avez donné, j'ai cru comprendre que deux électrons du cristal ne peuvent occuper le même niveau d'énergie. Est-ce exact ?

Presque. Le principe d'exclusion de Pauli empêche deux fermions (les électrons sont des fermions) d'occuper le même état. Or il faut aussi prendre en compte le spin des électrons, qui peut valoir plus ou moins 1/2. Donc techniquement il y a deux électrons dans chaque niveau d'énergie, un de chaque spin.

Citation : fiveayem_one

Autre question qui m'intrigue. Pour le silicium, le gap est de 1,12 eV, ce qui correspond, toujours d'après le document que vous m'avez donné, à 1,8.10^-19 J. Or, l'énergie qu'on apporte au cristal, par exemple lorsqu'on le chauffe, est une infinité de fois (bon, j'exagère peut-être un peu) plus élevée. Comment se fait-il, dans ce cas, que tous les électrons ne deviennent pas libres ? Bien sûr, il y a les recombinaisons des paires électrons-trous, mais est-ce la seule explication ?

C'est surtout que ton énergie infiniment plus élevée est répartie sur quantité infiniment plus grande d'atomes.
Dans l'ensemble, je ne penses pas qu'il y ait assez d'énergie à température ambiante pour arracher un électron à chaque atome du cristal (cela dit, je ne connais pas le chiffre exacte, ça doit pouvoir se calculer si t'as le temps^^)

D'accord. Sinon, mon "dessin" est-il correct ?

EDIT : Je considère le cas où on n'applique aucune tension aux bornes de la jonction.

Et sinon, selon vous, est-ce que je dois parler les modifications subies par les bandes d'énergies lors de la formation de la jonction PN (je crois qu'il est question d'une distorsion, ou je ne sais plus trop quoi...), ou est-ce que je peux faire sans en 1°S ?

Autre question, dans les zones P et N ou dans la zone de déplétion, les porteurs minoritaires jouent-ils un rôle significatif ? Suis-je obligé d'en parler ?

Merci.

La jonction PN remonte à 5 ans pour moi, donc je vais éviter les commentaires sur le contenu, étant donné que je ne m'en souviens pas assez.

Concernant les couleurs, toutefois, si cette animation doit être diffusée pendant ta présentation de TPE, j'imagine que ce sera avec un vidéo-projecteur.
Sache à ce sujet que les vidéo-projecteurs gèrent très mal le contraste : il faut des couleurs vraiment très contrastés, sinon on ne verra rien du tout sur ton schéma. Déjà que sur mon écran de portable on a du mal à lire le texte, sur un vidéo-projecteur, on ne distinguera ni la sur-impression grisée ni le texte rouge.

Ah bon ? Pourtant j'ai testé la vidéo et les professeurs ont bien vu...

Sinon, le problème du sujet est résolu, mon professeur de physique-chimie a répondu aujourd'hui à toutes mes questions en tenant compte de là où nous en sommes dans le programme (on n'a pas commencé l'électricité et je n'en ai pas fait depuis deux ans, il faut dire que ça ne facilite pas les choses...).
J'ai refait une toute nouvelle animation, je la posterai demain au plus tard pour recueillir vos avis.

Merci pour votre aide.