Durée
26h Th, 26h Pr
Nombre de crédits
| Master : ingénieur civil biomédical, à finalité | 5 crédits | |||
| Master : ingénieur civil électricien, à finalité | 5 crédits | |||
| Master : ingénieur civil physicien, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Dans ce cours, nous introduisons les concepts fondamentaux de la physique des dispositifs à semiconducteurs. Nous exposons les notions essentielles de la physique des matériaux semiconducteurs et nous introduisons les principaux modèles de transport (entraînement - diffusion). Ces notions sont ensuite appliquées à l'analyse du comportement et des performances électriques de différents composants électroniques.
En particulier, les éléments suivants sont abordés :
structures cristallines des semiconducteurs, bandes d'énergie, semiconducteurs de types n et p, notions de distribution et de niveau
de Fermi, entraînement dans un champ électrique, dans un champ magnétique, diffusion, absorption optique, luminescence, durée de vie des porteurs excédentaires.
Les concepts exposés sont illustrés par l'étude de la jonction pn (à l'équilibre, en régimes direct et inverse), des jonctions métal-semiconducteur, des transistors bipolaires, des transistors à effet de champ et des capacités MOS.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Être capable de :
- décrire et expliquer le fonctionnement physique des jonctions et des transistors à semiconducteurs,
- comprendre et mettre en équations les phénomènes de base sous-jacents au modèle d'entraînement-diffusion,
- maîtriser les ordres de grandeurs mis en jeu dans la génération de porteurs par voie thermique ou optique, leur transport, leur collection ou leur recombinaison,
- apprécier l'influence des paramètres fondamentaux des matériaux employés dans les dispositifs à semiconducteurs sur leurs performances électriques,
Savoirs et compétences prérequis
Il est recommandé d'avoir suivi un cours d'électronique analogique ou d'avoir lu les notes écrites des trois premiers chapitres du cours ELEN0075, Electronique analogique, afin d'appréhender le contexte général dans lequel s'inscrit ce cours.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Le cours comprend des séances "ex-cathedra" (30 heures) et des travaux pratiques (30 heures).
Les séances "ex-cathedra" sont consacrées à la description des concepts fondamentaux de la physique des semiconducteurs, des mécanismes de génération des porteurs de charge, des équations de transport, et à l'illustration de l'ensemble de ces notions sur des dispositifs à semiconducteurs.
Les séances de travaux dirigés sont consacrées à la mise en oeuvre des différents concepts abordés au cours ex-cathedra sur des exemples concrets. Typiquement, un exercice illustre un mécanisme donné, un modèle adéquat et des ordres de grandeur pertinents. Les étudiants sont invités à participer activement à ces séances.
Une séance facultative de questions-réponses est proposée à la fin du quadrimestre.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)
Présentiel
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
- Sources principales et obligatoires :
- Source secondaire et facultative (copies disponibles en bibliothèque) :
Modalités d'évaluation et critères
Un examen écrit est organisé pendant la session d'examens de janvier. Il débute par une partie de théorie (1h30). Celle-ci porte sur l'ensemble des concepts théoriques abordés au cours "ex-cathedra" ainsi qu'aux séances de travaux pratiques. Elle est suivie par une séance d'exercices (2h30), similaires à ceux abordés aux travaux pratiques.
L'ensemble de l'examen se déroule à livre fermé. Pour la partie exercices uniquement, un formulaire est distribué et les calculatrices sont requises. Les GSM et smartphones sont interdits pour l'ensemble de l'examen.
Pondération :
- partie théorie de l'écrit, 1/3
- partie exercices de l'écrit, 2/3
En cas de 2e session, les modalités sont identiques.
Stage(s)
Remarques organisationnelles
Le cours est organisé au 1er quadrimestre. Pour toute autre information, consulter http://www.montefiore.ulg.ac.be/~vdh/elen0004.html .
Contacts
Benoît Vanderheyden, B.Vanderheyden @ uliege.be
Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin
Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance
Matière de l'évaluation
Méthodes d'évaluation
Contact
Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept
Matière de l'évaluation
The different domains and parts that may appear in the examination are the same as those that were planned for the January session.
Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)
Oral examination (Lifesize) with both a theory part and a problem part.
Contact(s)
B.Vanderheyden@uliege.be