Jonction PN

Définition

Une jonction PN est un composant fondamental de nombreux dispositifs optoélectroniques tels que les photodétecteurs et les cellules solaires. Plus précisément, il s’agit de la limite entre deux types de matériaux semi-conducteurs, de type p et de type n. Les semi-conducteurs de type p sont des semi-conducteurs intrinsèques dopés au bore ou à l’indium, de sorte que la majorité des porteurs de charge libres sont des trous (c’est-à-dire l’absence d’électrons) qui peuvent se comporter comme une charge positive. En revanche, les semi-conducteurs de type n sont des semi-conducteurs intrinsèques dopés au phosphore, à l’arsenic ou à l’antimoine, de sorte que la majorité des porteurs de charges libres sont des électrons.

La création d’une jonction PN entraîne un champ électrique intrinsèque dans la jonction appelée région de déplétion, où la région est appauvrie en porteurs de charge libres. L’application d’une tension externe à la jonction PN peut réduire (tension positive) ou augmenter (tension négative) la taille de la région de déplétion définie.

Dans le contexte de la photonique, la jonction PN fonctionne comme un détecteur de photons par absorption. En outre, la modification de la tension externe d’une jonction PN d’un guide d’ondes optiques modifie l’indice de réfraction et donc la phase de la lumière par l’effet de dispersion du plasma.

Français

Jonction PN

Anglais

PN junction

A PN junction is a fundamental component of many optoelectronic devices such as photodetectors and solar cells. More specifically, it is the boundary between two types of semiconductor materials, p-type and n-type. The p-type semiconductors are doped intrinsic semiconductor with Boron or Indium so that the majority of free charge carriers are holes (i.e., absence of electrons) that can behave like a positive charge.

On the other hand, n-type semiconductors are doped intrinsic semiconductor with Phosphorous, Arsenic, or Antimony so that the majority of free charge carriers are electrons. Creating a PN junction results in an intrinsic electric field in the junction named the depletion region, where the region is depleted from free charge carriers.

Applying an external voltage on the PN junction can shrink (positive voltage) or increase (negative voltage) the size of the defined depletion region. In the context of photonics, the PN junction works as a photon detector through absorption. Furthermore, changing the external voltage of a PN junction of an optical waveguide alters the refractive index and hence the phase of the light through plasma dispersion effect.

Source

Source : Les 101 mots de la photonique

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