La photodiode : concours élève ingénieur météo 2009. En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.

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Une photodiode est constituée d’une diode à jonction semi-conductrice dont la surface sensible est d’aire S. Lorsqu’elle est soumise à un éclairement lumineux de longueur d’onde convenable l, elle est le siège d’un effet photoélectrique et sa caractéristique est alors donnée par : Isat et h sont des constantes qui dépendent de la nature de la photodiode. E est l’éclairement, supposé uniforme sur la photodiode, c'est-à-dire la puissance lumineuse reçue par unité de surface. n est la fréquence de l’onde lumineuse, qui correspond à la longueur d’onde l. T est la température (en Kelvins) ; on suppose T = 300 K dans toute la suite. On rappelle par ailleurs les constantes physiques et leur valeur numérique : e = 1,602 10-19 C (valeur absolue de la charge de l’électron) ; h = 6,626 10-34 J.s (constante de Planck) ; k = 1,381 10-23 J.K-1 (constante de Boltzmann) ; c = 2,998 108 m.s-1 (vitesse de la lumière dans le vide). Fonctionnement en photopile photovoltaïque. Que représente le terme (SE/hn) ? Pourquoi appelle-t-on h le « rendement quantique »? SE est une puissance lumineuse ; hn est l'énergie des photons. : le terme SE /(hn) est l'inverse d'un temps. photocourant ; le rendement quantique (rapport du nombre d’électrons mis en conduction sur le nombre de photons reçus) et I S est le courant d'obscurité une diode émet de la lumière par recombinaison d'une paire électron-trou. Cette recombinaison libère de l'énergie, sous forme de lumière. Pour mesurer l'efficacité de ce processus pour 1 diode donnée, il est donc intéressant de calculer le rapport : nombre de photons émis / nombre d'électrons passés (donc qui sont succeptibles de se recombiner avec un trou présent dans le matériau). C'est ce rapport que l'on appelle rendement quantique d'une diode. P.1.2 Donner l’allure de la caractéristique, c'est-à-dire de la courbe I en fonction de V. Pourquoi appelle-t-on Isat « intensité de saturation »? Quelle est la valeur numérique du facteur (kT/e)? P.1.3 On branche la photodiode directement sur un voltmètre supposé parfait. Calculer la tension qu’affiche le voltmètre quand la photodiode est éclairée. P.1.4 On réalise le circuit de la figure suivante, où AO est un amplificateur opérationnel supposé idéal et parfait. ....   ...   La tige AB permet de fermer le circuit électrique constitué d'une résistance r et d'un    ... ..

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