Rappels :Semi conducteurs
T = 0°K
apparition des porteurs de  charge « thermiques »paires « électrons-trous »
Il y a environ 2 paires électron-trou pour 10 milliards d’atome à   température ordinaire (20°C)
Il y a environ dix mille milliardsde milliards d’atome (1022) dans un gramme de silicium, donc   deux mille milliards (2x1...
T > 0°K   électronstrous
T > 0°K
T > 0°K
T > 0°K
T > 0°K
T > 0°K
T > 0°K          recombinaison
Semi conducteur dopé « p »
Semi conducteur dopé « p »• Introduction d’atomes trivalents, environ 1  pour 10 millions d’atome de silicium• Indium, bore…
Conduction dans un semi conducteur            dopé « p »
Semi conducteur dopé « n »
Semi conducteur dopé « n »• Introduction d’atomes trivalents, environ 1  pour 10 millions d’atome de silicium• Arsenic, an...
Jonction pn
P   N
P   N
P   N
P   N
P   N
P   N
P                           NZone chargée négativement
P                    N    Zone chargée positivement
P                    N    Zone chargée positivement
P                           NZone chargée négativement
P                                  NZone dépeuplée de porteurs de charge mobiles
P                       N    Zone de déplétion
Polarisation de la   jonction pn    La diode
jonction pn polarisée avec le        + sur l’anode
+P       N
+   E<0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
+   E>0,7 VP                 N
jonction pn polarisée   en sens inverse    - sur l’anode
+P       N
+P       N
+P       N
+P       N
+ P              NÉlargissement de la zone de déplétion
Transistors à effet de       champ
Transistors à effet de       champ   1. TEC à jonction (jfet)
Symbole             DRAINGRILLE             SOURCE         Canal N
Symbole             DRAINGRILLE             SOURCE         Canal P
Source     Grille   Drain    P    N     P  Grille
Source     Grille   Drain            Pcanal       N             P          Grille
Source     Grille   Drain   SiO2              Pcanal         N               P            Grille
Source     Grille   Drain    P    N     P  Grille
Source   Grille   Drain           P           N            P         Grille
+S   G           D        P        N        P    G
zone de déplétion                                    +                    S       G               D                       ...
VGS = 0              déplacement des électronsVDS faible                   +             S       G           D            ...
VGS = 0      iDS proportionnel à VDSVDS faible                     +             S         G           D                  ...
VGS = 0      iDS proportionnel à VDSVDS faible                     +             S         G           D                  ...
VGS = 0                  5VVDS important                    +                S        G           D                       ...
VGS = 0                 5V                                        iDS≈cteVDS important                   +                ...
iDS mA                     VGS= 0 V         8                                          régime de pincement         6      ...
VGS < 0 faible                       +VDS > 0                         +                 S           G               D     ...
VGS < 0 moyenne                       +VDS > 0                          +                  S           G               D  ...
VGS < 0 importante                       +VDS > 0                             +                     S           G         ...
Principe des TEC
iDS mA                  VGS= 0 V         8                          VGS= -2 V         6                               VGS=...
iDS mA   iDS mA                       VGS= 0 V    10    10    8      8                        VGS= -1 V     6     6       ...
iDS mA   iDS mA                         VGS= 0 V    10    10    8      8                        VGS= -1 V     6     6     ...
iDS mA    iDS mA                             VGS= 0 ViDSS       10     10       8       8                            VGS= ...
iDS mA   iDS mA                                              VGS= 0 V                 iDSS                         10    1...
iDS mA   iDS mA                                              VGS= 0 V                 iDSS                         10    1...
iDS mA   iDS mA                                              VGS= 0 V                 iDSS                         10    1...
iDS mA   iDS mA                                                VGS= 0 V                   iDSS                           1...
Caractéristique de transfert pour VDS = 15 V                       iDS mA                          VGS= 0 V               ...
Potentiomètre électronique : VDS commandé par VGS                                  RD       +   V                         ...
iDS mA               VGS= 0 V     10                 VGS= -1 V     8                      VGS= -2 V     6     4           ...
Transistors à effet de          champ           2. transistor M.O.S.2.1. M.O.S. à appauvrissement - enrichissement
Symbole              DRAINGRILLE              substrat              SOURCE         Canal N
SiO2            Source    Grille    Drain                         N              N+                 N+                    ...
VGS=0 ⇒   un canal existeSource      Grille       Drain              N  N+                      N+             P         s...
appauvrissement fort+Source      Grille           Drain    N+                   N    N+              P               Zone ...
VGS faible+                            appauvrissement faibleSource         Grille       Drain    N+    N                 ...
VGS OFF+Source     Grille           Drain    N+                       N+                        N             P          s...
enrichissement         +Source         Grille       Drain  N+                         N+                 N                ...
Symbole              DRAINGRILLE        substrat              SOURCE         Canal P
VGS=0 ⇒   il y a un canalSource    Grille       Drain             P  P+                    P+             N         substr...
VGS élevée appauvrissement fort       +Source          Grille       Drain  P+       P                  P+                 ...
VGS faible      appauvrissement faible       +Source           Grille       Drain  P+       P                   P+        ...
enrichissement+Source     Grille       Drain    P+       P           P+             N          substrat                   ...
Transistors à effet de       champ    2. transistor M.O.S.  2.2. M.O.S. à enrichissement
Symbole              DRAINGRILLE              substrat              SOURCE         Canal N
VGS=0 ⇒   il n’y a pas de canal SiO2            Source          Grille    Drain              N+                       N+  ...
enrichissement         +Source         Grille       Drain                 N  N+                         N+                ...
enrichissement         +Source         Grille       Drain  N+             N           N+                 P              su...
enrichissement         +Source         Grille       Drain  N+                         N+                 N                ...
Symbole              DRAINGRILLE              substrat              SOURCE         Canal P
VGS=0 ⇒   il n’y a pas de canal SiO2            Source          Grille    Drain              P+                       P+  ...
enrichissement+Source     Grille       Drain             P    P+                   P+             N          substrat     ...
enrichissement+Source     Grille       Drain    P+       P           P+             N          substrat                   ...
enrichissement+Source     Grille       Drain    P+       P           P+             N          substrat                   ...
Comment savoir si un MOS conduit ou non                   DRAINGRILLE                   substrat                   SOURCE
MOS P ⇒ canal (substrat) formé de trou pour une          conduction drain - source               DRAINGRILLE              ...
MOS P = interrupteur fermé             DRAINGRILLE                  GRILLE            substrat                  substrat  ...
enrichissement+Source     Grille       Drain    P+       P           P+             N          substrat                   ...
MOS P = interrupteur ouvert             DRAINGRILLE                  GRILLE             substrat                  substrat...
enrichissement         +Source        Grille       Drain  P+                        P+                N             substr...
enrichissement         +Source        Grille       Drain  P+                        P+                N             substr...
MOS N ⇒ canal (substrat) formé d’électrons pour une           conduction drain - source                DRAINGRILLE        ...
MOS N = interrupteur fermé             DRAINGRILLE                  GRILLE             substrat                 substrat  ...
enrichissement         +Source         Grille       Drain  N+                         N+                 N                ...
MOS N = interrupteur ouvert             DRAINGRILLE                  GRILLE             substrat                  substrat...
enrichissement+Source      Grille       Drain    N+                    N+              P           substrat               ...
enrichissement+Source      Grille       Drain    N+                    N+              P           substrat               ...
Applications des MOS    Circuits logiques
That’s all Folks
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
Tec
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  1. 1. Rappels :Semi conducteurs
  2. 2. T = 0°K
  3. 3. apparition des porteurs de charge « thermiques »paires « électrons-trous »
  4. 4. Il y a environ 2 paires électron-trou pour 10 milliards d’atome à température ordinaire (20°C)
  5. 5. Il y a environ dix mille milliardsde milliards d’atome (1022) dans un gramme de silicium, donc deux mille milliards (2x1012) d’électrons libres par gramme de silicium
  6. 6. T > 0°K électronstrous
  7. 7. T > 0°K
  8. 8. T > 0°K
  9. 9. T > 0°K
  10. 10. T > 0°K
  11. 11. T > 0°K
  12. 12. T > 0°K recombinaison
  13. 13. Semi conducteur dopé « p »
  14. 14. Semi conducteur dopé « p »• Introduction d’atomes trivalents, environ 1 pour 10 millions d’atome de silicium• Indium, bore…
  15. 15. Conduction dans un semi conducteur dopé « p »
  16. 16. Semi conducteur dopé « n »
  17. 17. Semi conducteur dopé « n »• Introduction d’atomes trivalents, environ 1 pour 10 millions d’atome de silicium• Arsenic, antimoine, …
  18. 18. Jonction pn
  19. 19. P N
  20. 20. P N
  21. 21. P N
  22. 22. P N
  23. 23. P N
  24. 24. P N
  25. 25. P NZone chargée négativement
  26. 26. P N Zone chargée positivement
  27. 27. P N Zone chargée positivement
  28. 28. P NZone chargée négativement
  29. 29. P NZone dépeuplée de porteurs de charge mobiles
  30. 30. P N Zone de déplétion
  31. 31. Polarisation de la jonction pn La diode
  32. 32. jonction pn polarisée avec le + sur l’anode
  33. 33. +P N
  34. 34. + E<0,7 VP N
  35. 35. + E>0,7 VP N
  36. 36. + E>0,7 VP N
  37. 37. + E>0,7 VP N
  38. 38. + E>0,7 VP N
  39. 39. + E>0,7 VP N
  40. 40. + E>0,7 VP N
  41. 41. + E>0,7 VP N
  42. 42. + E>0,7 VP N
  43. 43. + E>0,7 VP N
  44. 44. + E>0,7 VP N
  45. 45. jonction pn polarisée en sens inverse - sur l’anode
  46. 46. +P N
  47. 47. +P N
  48. 48. +P N
  49. 49. +P N
  50. 50. + P NÉlargissement de la zone de déplétion
  51. 51. Transistors à effet de champ
  52. 52. Transistors à effet de champ 1. TEC à jonction (jfet)
  53. 53. Symbole DRAINGRILLE SOURCE Canal N
  54. 54. Symbole DRAINGRILLE SOURCE Canal P
  55. 55. Source Grille Drain P N P Grille
  56. 56. Source Grille Drain Pcanal N P Grille
  57. 57. Source Grille Drain SiO2 Pcanal N P Grille
  58. 58. Source Grille Drain P N P Grille
  59. 59. Source Grille Drain P N P Grille
  60. 60. +S G D P N P G
  61. 61. zone de déplétion + S G D P N N N P G
  62. 62. VGS = 0 déplacement des électronsVDS faible + S G D P N N N P G
  63. 63. VGS = 0 iDS proportionnel à VDSVDS faible + S G D P N N N P G
  64. 64. VGS = 0 iDS proportionnel à VDSVDS faible + S G D P N N N P G Transistor en régime résistif
  65. 65. VGS = 0 5VVDS important + S G D P N N P 5V 0V G 1V 4V 2V 3V
  66. 66. VGS = 0 5V iDS≈cteVDS important + S G D P N N P GTransistor en régime de pincement
  67. 67. iDS mA VGS= 0 V 8 régime de pincement 6 4 régime résistif 2 10 20 30 40 -2 vDS -4
  68. 68. VGS < 0 faible +VDS > 0 + S G D P N N N P G Transistor en régime résistif
  69. 69. VGS < 0 moyenne +VDS > 0 + S G D P N N N P G Transistor en régime résistif
  70. 70. VGS < 0 importante +VDS > 0 + S G D P N N N P G Transistor en régime résistif
  71. 71. Principe des TEC
  72. 72. iDS mA VGS= 0 V 8 VGS= -2 V 6 VGS= -4 V 4 VGS= -5,5 V 2 10 20 30 40 VGS= -6,7 V vDS -2 -4
  73. 73. iDS mA iDS mA VGS= 0 V 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2 vGS 10 20VGS= -6,7 V vDS -2 -4
  74. 74. iDS mA iDS mA VGS= 0 V 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2 vGS 10 20VGS= -6,7 V vDS -2 -4
  75. 75. iDS mA iDS mA VGS= 0 ViDSS 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2 vGS 10 20VGS= -6,7 V vDS -2 -4
  76. 76. iDS mA iDS mA VGS= 0 V iDSS 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2 vGS 10 20VGS= -6,7 V-6 V -4 V -2 V vDS -2 -4
  77. 77. iDS mA iDS mA VGS= 0 V iDSS 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2 vGS 10 20VGS= -6,7 V-6 V -4 V -2 V vDS -2 -4
  78. 78. iDS mA iDS mA VGS= 0 V iDSS 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2 vGS 10 20VGS= -6,7 V-6 V -4 V -2 V vDS -2 -4
  79. 79. iDS mA iDS mA VGS= 0 V iDSS 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2 vGS 10 20VGS= -6,7 V -6 V -4 V -2 V vDS -2vGSoff -4
  80. 80. Caractéristique de transfert pour VDS = 15 V iDS mA VGS= 0 V iDSS 10 10 8 8 VGS= -1 V 6 6 VGS= -2 V 4 4 VGS= -3 V 2 2vGSoff vGS 10 20VGS= -6,7 V -6 V -4 V -2 V vDS -2 -4
  81. 81. Potentiomètre électronique : VDS commandé par VGS RD + V D G VDS + VDS S
  82. 82. iDS mA VGS= 0 V 10 VGS= -1 V 8 VGS= -2 V 6 4 VGS= -3 V 2 10 20 vDS -2 -4
  83. 83. Transistors à effet de champ 2. transistor M.O.S.2.1. M.O.S. à appauvrissement - enrichissement
  84. 84. Symbole DRAINGRILLE substrat SOURCE Canal N
  85. 85. SiO2 Source Grille Drain N N+ N+ P substratfilm métallique Canal N
  86. 86. VGS=0 ⇒ un canal existeSource Grille Drain N N+ N+ P substrat + Canal N
  87. 87. appauvrissement fort+Source Grille Drain N+ N N+ P Zone dépeuplée d’électrons libres substrat + Canal N
  88. 88. VGS faible+ appauvrissement faibleSource Grille Drain N+ N N+ P substrat + Canal N
  89. 89. VGS OFF+Source Grille Drain N+ N+ N P substrat + Canal N
  90. 90. enrichissement +Source Grille Drain N+ N+ N P substrat + Canal N
  91. 91. Symbole DRAINGRILLE substrat SOURCE Canal P
  92. 92. VGS=0 ⇒ il y a un canalSource Grille Drain P P+ P+ N substrat + Canal P
  93. 93. VGS élevée appauvrissement fort +Source Grille Drain P+ P P+ N Zone dépeuplée de trous substrat + Canal P
  94. 94. VGS faible appauvrissement faible +Source Grille Drain P+ P P+ N substrat + Canal P
  95. 95. enrichissement+Source Grille Drain P+ P P+ N substrat + Canal P
  96. 96. Transistors à effet de champ 2. transistor M.O.S. 2.2. M.O.S. à enrichissement
  97. 97. Symbole DRAINGRILLE substrat SOURCE Canal N
  98. 98. VGS=0 ⇒ il n’y a pas de canal SiO2 Source Grille Drain N+ N+ P substratfilm métallique Canal N
  99. 99. enrichissement +Source Grille Drain N N+ N+ P substrat + Canal N
  100. 100. enrichissement +Source Grille Drain N+ N N+ P substrat + Canal N
  101. 101. enrichissement +Source Grille Drain N+ N+ N P substrat + Canal N
  102. 102. Symbole DRAINGRILLE substrat SOURCE Canal P
  103. 103. VGS=0 ⇒ il n’y a pas de canal SiO2 Source Grille Drain P+ P+ N substratfilm métallique Canal P
  104. 104. enrichissement+Source Grille Drain P P+ P+ N substrat + Canal P
  105. 105. enrichissement+Source Grille Drain P+ P P+ N substrat + Canal P
  106. 106. enrichissement+Source Grille Drain P+ P P+ N substrat + Canal P
  107. 107. Comment savoir si un MOS conduit ou non DRAINGRILLE substrat SOURCE
  108. 108. MOS P ⇒ canal (substrat) formé de trou pour une conduction drain - source DRAINGRILLE GRILLE substrat substrat SOURCE
  109. 109. MOS P = interrupteur fermé DRAINGRILLE GRILLE substrat substrat SOURCE
  110. 110. enrichissement+Source Grille Drain P+ P P+ N substrat + Canal P
  111. 111. MOS P = interrupteur ouvert DRAINGRILLE GRILLE substrat substrat SOURCE
  112. 112. enrichissement +Source Grille Drain P+ P+ N substrat + Canal P
  113. 113. enrichissement +Source Grille Drain P+ P+ N substrat + Canal P
  114. 114. MOS N ⇒ canal (substrat) formé d’électrons pour une conduction drain - source DRAINGRILLE GRILLE substrat substrat SOURCE
  115. 115. MOS N = interrupteur fermé DRAINGRILLE GRILLE substrat substrat SOURCE
  116. 116. enrichissement +Source Grille Drain N+ N+ N P substrat + Canal N
  117. 117. MOS N = interrupteur ouvert DRAINGRILLE GRILLE substrat substrat SOURCE
  118. 118. enrichissement+Source Grille Drain N+ N+ P substrat + Canal N
  119. 119. enrichissement+Source Grille Drain N+ N+ P substrat + Canal N
  120. 120. Applications des MOS Circuits logiques
  121. 121. That’s all Folks

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