Pourquoi la loi d’Ohm n’est pas applicable aux dispositifs à semi-conducteurs ?
Voici pourquoi :
* Relation courant-tension non linéaire : La loi d'Ohm suppose une relation linéaire entre la tension et le courant (V=IR). Dans le cas des semi-conducteurs, la relation est souvent non linéaire. Cela est dû à des facteurs tels que :
* Mobilité des transporteurs : La mobilité des électrons et des trous peut varier considérablement en fonction de facteurs tels que le champ électrique, la température et la concentration de dopage.
* Jonctions : Les dispositifs semi-conducteurs ont souvent des jonctions (comme les jonctions p-n dans les diodes) où le flux de courant est affecté par le champ électrique intégré et la région d'appauvrissement.
* Dépendance à la température : Les propriétés des semi-conducteurs, comme la résistance, sont très sensibles aux changements de température. La loi d'Ohm ne tient pas compte de cette dépendance à la température.
* Dépendance à la fréquence : Aux hautes fréquences, le comportement des dispositifs semi-conducteurs peut être considérablement affecté par des capacités et inductances parasites, s'écartant encore davantage de la relation linéaire supposée par la loi d'Ohm.
Cependant, la loi d'Ohm peut toujours être utile dans certaines situations :
* Région d'opération linéaire : De nombreux dispositifs semi-conducteurs fonctionnent dans une région où leur relation courant-tension est approximativement linéaire. Dans ces cas, la loi d'Ohm peut fournir une approximation raisonnable du comportement de l'appareil.
* Analyse des petits signaux : Pour de petites variations de tension et de courant, la loi d'Ohm peut être utilisée pour analyser le comportement de l'appareil. Ceci est souvent utilisé dans la conception d’amplificateurs et dans d’autres applications.
En résumé :
La loi d'Ohm est une loi fondamentale de l'électricité, mais elle ne rend pas pleinement compte du comportement complexe des dispositifs semi-conducteurs. Cela peut être utile dans certaines situations, mais il est crucial d’en comprendre les limites et de prendre en compte les caractéristiques spécifiques des dispositifs semi-conducteurs lors de l’analyse de leur comportement.