Physique des semi-conducteurs

Comment évolue la vitesse de dérive des électrons du silicium soumis à un champ électrique intense ?

  1. AElle augmente indéfiniment en proportion du champ
  2. BElle tend vers une valeur limite (environ 1×10⁷ cm/s) et n'augmente presque plus au-delà
  3. CElle diminue quand le champ augmente
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Réponse : B. Elle tend vers une valeur limite (environ 1×10⁷ cm/s) et n'augmente presque plus au-delà

En champ faible, la vitesse de dérive est proportionnelle au champ ; en champ fort, la diffusion par émission de phonons optiques, qui fait perdre de l'énergie aux porteurs, augmente, et la vitesse des électrons du silicium plafonne vers 1×10⁷ cm/s (saturation de vitesse). C'est pourquoi, dans les MOSFET à canal court, le courant devient presque proportionnel à la tension de grille plutôt qu'à son carré. Dans le GaAs, en champ fort, les électrons passent dans une vallée lourde et leur vitesse diminue, phénomène exploité pour l'oscillation par effet Gunn.

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