Chapitre 2:
Diodes a Semi-conducteur
Les composants passifs sont des dispositifs qui ne peuvent ni générer ni amplifier de l'énergie ou des signaux électriques. Ils se contentent de stocker, dissiper ou transférer de l'énergie électrique. Ils n'ont pas besoin de source d'alimentation externe pour fonctionner (contrairement aux composants actifs).
Chapitre 2: Diodes a Semi-conducteur
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Alexander Graham Bell (1847-1922) était un inventeur, scientifique, et enseignant, principalement connu pour son invention du téléphone. Son travail dans le domaine des télécommunications a révolutionné la façon dont les humains communiquent sur de longues distances. Bell est également célèbre pour ses contributions dans d'autres domaines, notamment l'aéronautique
La création d'un réseau téléphonique capable de couvrir la distance entre la côte est et la côte ouest des États-Unis nécessitait des innovations importantes, notamment la mise en place de lignes téléphoniques longue distance et de dispositifs pour amplifier le signal sur de grandes distances.
Invention de la triode (1906)
En 1906, Lee De Forest invente la triode à vide, qui est considérée comme le premier véritable amplificateur. En ajoutant une troisième électrode (grille) à la diode, la triode permet de contrôler le flux d'électrons de manière plus précise, permettant ainsi d'amplifier les signaux électriques. Cela marque le début de l'électronique moderne et ouvre la voie à l'amplification des signaux dans les systèmes de télécommunication et de radio.
Le premier appel téléphonique longue distance transcontinental a eu lieu le 25 janvier 1915 entre New York et San Francisco, marquant une avancée majeure dans les télécommunications. Cet événement a symbolisé l'accomplissement technique et commercial de l'entreprise de Bell Telephone Company (plus tard AT&T).
L'ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) est l'un des premiers ordinateurs électroniques numériques à usage général de l'histoire. Il a été conçu et construit aux États-Unis pendant la Seconde Guerre mondiale et a marqué une étape cruciale dans l'évolution de l'informatique.
Architecture : L'ENIAC utilisait des tubes à vide pour réaliser des calculs électroniques. Il comportait environ 17 468 tubes à vide (2,25 kB), 7 200 diodes de cristal, 1 500 relais, 70 000 résistances, et 10 000 condensateurs.
Taille : L'ENIAC était énorme, occupant environ 167 m² et pesant plus de 30 tonnes. Il nécessitait une énorme quantité d'électricité pour fonctionner et produisait beaucoup de chaleur.
Les tubes à vide agissaient comme des interrupteurs électroniques, permettant de passer rapidement d'un état "marche" (on) à un état "arrêt" (off), en manipulant des signaux binaires (0 et 1).
Un amplificateur est un dispositif qui augmente l'amplitude d'un signal, que ce soit dans des systèmes audio, des dispositifs de communication, ou des équipements électroniques plus complexes.
Les amplificateurs à triode ont été utilisés pour amplifier les signaux dans les récepteurs radio, les téléphones, et plus tard dans les premiers systèmes de transmission télévisuelle. Cependant, les tubes à vide étaient encombrants, fragiles, et nécessitaient beaucoup d’énergie pour fonctionner.
17 468 tubes à vide (2,25 kB)
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Invention du transistor (1947)
En 1947, la découverte révolutionnaire du transistor par John Bardeen, Walter Brattain, et William Shockley aux Bell Labs a bouleversé le monde de l’électronique. Le transistor, qui remplaçait les tubes à vide, était plus petit, consommait moins d’énergie et permettait d’amplifier des signaux de manière beaucoup plus efficace.
Les premiers amplificateurs à transistors ont rapidement remplacé les amplificateurs à tubes à vide dans une grande variété d'applications. Les systèmes audio, les radios, les téléviseurs, et même les ordinateurs ont commencé à utiliser des transistors pour amplifier les signaux.
circuits intégrés et des amplificateurs modernes (années 1970 à aujourd'hui)
Avec l’avènement des circuits intégrés (CI) dans les années 1970, les amplificateurs sont devenus encore plus miniaturisés et efficaces. Les amplificateurs intégrés dans les puces électroniques sont utilisés dans une large gamme d'applications, des dispositifs audio aux télécommunications, en passant par les systèmes de contrôle industriels.
premier micro-processeur de l‘histoire��Intel 4004 : Caractéristiques clés��Année de lancement : 1971�Concepteur : Intel, principalement par une équipe dirigée par Federico Faggin, avec la participation de Ted Hoff et Stanley Mazor.�Technologie : 4 bits�Nombre de transistors : Environ 2 300 transistors�Vitesse d'horloge : 740 kHz�Capacité d'adressage : 640 octets de mémoire�Taille physique : 16 broches dans un boîtier DIP (Dual In-line Package)�Architecture : Capacité de traiter des instructions en 4 bits à la fois�
transistor
Circuit Imprimé
Circuit électronique
circuit intégré
Puce électronique
Circuit électronique
Vu que on a déjà intégré les transistor sur des tout petits circuits imprimés et qu’il n’y a plus rien besoin de rajouter on les a appelé circuit intégré car tout est déjà intégré dedans
Puce électronique
Circuit Imprimé
Super puce
Elle peut résoudre un problème
C’est cette super puce qui procède a la majorité des calculs dans un ordinateur pour ce la on a décidé de l’appeler le processeur
Super super puce
Lithographie DUV : La lithographie est un processus clé dans la fabrication des semi-conducteurs, où un faisceau de lumière ultraviolette est projeté à travers un masque pour créer un motif sur une couche photosensible (appelée "résist"). La lumière DUV permet de réaliser des gravures plus précises et plus petites que les méthodes utilisant des longueurs d'onde de lumière visible.
L'EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) est une technologie de lithographie avancée utilisée dans la fabrication de semi-conducteurs. Elle utilise une lumière ultraviolette extrême, avec une longueur d'onde de 13,5 nanomètres, pour graver des motifs encore plus fins et précis sur des puces de silicium que ce qui est possible avec la technologie DUV (Deep Ultraviolet).
DUV : Bien qu'elle soit progressivement remplacée pour les nœuds les plus avancés, la lithographie DUV reste courante pour des technologies entre 7 nm et 90 nm, et est encore utilisée pour certaines étapes de fabrication même dans les processus modernes.
EUV : De plus en plus adopté pour les nœuds technologiques de pointe, comme ceux utilisés dans les processeurs à 7 nm, 5 nm et 3 nm. Les principaux fabricants de semi-conducteurs comme TSMC, Intel, et Samsung investissent massivement dans l'EUV pour produire les dernières générations de puces.
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Détails par couche :
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Liaison covalente
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.
* Si on augmente la température, certains électrons dans le silicium acquièrent suffisamment d'énergie thermique pour franchir la bande interdite et atteindre la bande de conduction.
Chapitre 2: Diodes a Semi-conducteur
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Ces électrons « excités » laissent derrière eux des trous dans la bande de valence. Ces trous agissent comme des charges positives mobiles et contribuent aussi à la conductivité.
Semi conducteur intrinsèque
Chapitre 2
Dopage du silicium
Pour améliorer et contrôler la conductivité du silicium, on utilise une technique appelée dopage, qui consiste à introduire des atomes d’impuretés (comme le phosphore ou le bore) dans le silicium pur :
Type N (négatif) : Si l’on ajoute un élément avec un électron de valence supplémentaire, comme le phosphore (qui a 5 électrons de valence), cet électron excédentaire est libre de se déplacer dans le réseau cristallin. Cela augmente la concentration d’électrons libres.
Détails par couche :
1ère couche :→ 2 électrons
2ème couche :→ 8 électrons
3ème couche :→ 5 électrons
Chapitre 2:
Chapitre 2:
Le cinquieme electron se retrouve libre dans la bande de conduction, l’atome de phosphore qui a fourni un electron libre est appelé atome donneur, il a perdu sa neutralité pour devenir un ion positif fixe
Electron libre
Chapitre 2:
Type P (positif) : En ajoutant un élément avec un électron de valence en moins, comme le bore (qui a 3 électrons de valence), cela crée des trous supplémentaires dans la structure. Ces trous permettent aussi le déplacement des charges.
Détails par couche :
1ère couche : → 2 électrons
2ème couche : → 3 électrons
Chapitre 2:
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Il monque un electrona l’atome de bore pour realiser les liaisons covalentes avec les quatre atomes de silicium qui l’entourent,
Semi-conducteur extrinsèque
trou
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Trous
électrons
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Ion+
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Accepteur
Donneur
Ion+
Ion-
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