Les semi-conducteurs
Les semi-conducteurs sont des corps donc la résistivité est interne entre les conducteurs et les isolants, elle est diminuée avec la température (contrairement aux conducteurs) et fortement influencée par des très faibles quantités d'impureté. Les semi-conducteurs intrinsèques sont des corps purs tels que le germanium (Ge) et le silicium (Si).
Ils ont 4 électrons périphériques. Chaque atome de Germanium ou de Silicium va mettre en commun ses électrons périphériques avec un atome voisin pour donner une configuration externe, stable de 8 électrons. Ce type de liaison est appelé liaison de covalence. Le semi-conducteur intrinsèque est un semi-conducteur absolument pur sur le plan chimique.
Les semi-conducteurs extrinsèques sont des semi-conducteurs intrinsèques dopés par une faible quantité d'impureté (introduction voisine). Il existe généralement deux types de semi-conducteur extrinsèque:
- Les semi-conducteurs de type N: Si l'impureté est un atome donneur d'électron. Cette impureté a une valence supérieure à celle du Germanium et du Silicium. Il possède 5 électrons périphériques, exemple: le phosphore (P). La structure cristalline va présenter un électron en plus qui ne participe pas à la liaison de covalence. Cet électron est faiblement lié à la structure et deviendra un électron libre. Il laissera alors un ion positif. Les électrons sont les porteurs majoritaires.
- Les semi-conducteurs de type P: Si l'impureté est un atome accepteur d'électron, exemple: le bore (B). Cette impureté a une valence inférieure à celle du silicium et du germanium. Il a 3 électrons périphériques. La structure cristalline va présenter un électron en moins et un trou en plus. La structure aura tendance à capter un électron à un voisin pour compléter. Il y'a donc formation d'un ion négatif et le déplacement d'un trou.
La jonction PN
On peut fabriquer un cristal constitué d'un semi-conducteur de type P d'un côté et un semi-conducteur de type N de l'autre. La zone de rencontre des régions des types P et des types N s'appelle la jonction. Un tel cristal s'appelle la diode.
La zone P est constituée:
- Des atomes neutres (non représenté sur la figure).
- Des ions négatifs.
- Des trous en grande quantité.
- Des très rares électrons.
La zone N constituée:
- Des atomes neutres.
- Des ions positifs.
- Des électrons en très grand nombre.
- De très rares trous.
Les jonctions PN sont constituées des ions positifs et négatifs en nombre égal.
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Probatoire A-ABI 2021 Epreuve de littérature ou de culture générale