{"id":82428,"date":"2024-01-14T13:17:56","date_gmt":"2024-01-14T13:17:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/semi-conducteurs-de-type-p-definition-types-et-caracteristiques\/"},"modified":"2024-01-23T13:06:04","modified_gmt":"2024-01-23T13:06:04","slug":"semi-conducteurs-de-type-p-definition-types-et-caracteristiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/fr\/semi-conducteurs-de-type-p-definition-types-et-caracteristiques\/","title":{"rendered":"Semi-conducteurs de type p | D\u00e9finition, types et caract\u00e9ristiques"},"content":{"rendered":"

Semi-conducteurs de type p<\/h2>\n

Les semi-conducteurs, qu’ils soient inorganiques ou organiques, jouent un r\u00f4le crucial dans la r\u00e9gulation de la conduction \u00e9lectrique. Cette capacit\u00e9 est influenc\u00e9e par leur structure chimique, la temp\u00e9rature, l’illumination et la pr\u00e9sence de dopants. Le terme \u00ab semi-conducteur \u00bb provient de leur conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, situ\u00e9e entre celle d’un m\u00e9tal, comme le cuivre ou l’or, et celle d’un isolant, tel que le verre. Ces mat\u00e9riaux poss\u00e8dent un gap \u00e9nerg\u00e9tique inf\u00e9rieur \u00e0 4eV (environ 1eV).<\/p>\n

Dans la physique de l’\u00e9tat solide, ce gap \u00e9nerg\u00e9tique ou bande interdite repr\u00e9sente une plage d’\u00e9nergie entre la bande de valence et la bande de conduction o\u00f9 les \u00e9tats \u00e9lectroniques sont interdits. \u00c0 la diff\u00e9rence des conducteurs, les \u00e9lectrons des semi-conducteurs doivent acqu\u00e9rir de l’\u00e9nergie (par exemple, via le rayonnement ionisant) pour franchir ce gap et atteindre la bande de conduction. Les propri\u00e9t\u00e9s des semi-conducteurs sont d\u00e9finies par le gap \u00e9nerg\u00e9tique entre les bandes de valence et de conduction.<\/p>\n

Les semi-conducteurs de type p<\/h2>\n

Un semi-conducteur extrins\u00e8que dop\u00e9 avec des atomes accepteurs d’\u00e9lectrons est d\u00e9sign\u00e9 comme semi-conducteur de type p, car la majorit\u00e9 des porteurs de charge dans le cristal sont des trous d’\u00e9lectrons (porteurs de charge positive). Le silicium pur est un \u00e9l\u00e9ment t\u00e9travalent et sa structure cristalline normale contient 4 liaisons covalentes issues de quatre \u00e9lectrons de valence.<\/p>\n

Dans le silicium, les dopants les plus communs appartiennent aux groupes III et V. Les \u00e9l\u00e9ments du groupe III (trivalents) contiennent tous trois \u00e9lectrons de valence, les rendant ainsi fonctionnels comme accepteurs lorsqu’ils sont utilis\u00e9s pour doper le silicium. Lorsqu’un atome accepteur remplace un atome de silicium t\u00e9travalent dans le cristal, un \u00e9tat vacant (un trou d’\u00e9lectron) est cr\u00e9\u00e9.<\/p>\n

Un trou d’\u00e9lectron, souvent simplement appel\u00e9 un trou, correspond \u00e0 l’absence d’un \u00e9lectron \u00e0 un endroit o\u00f9 il pourrait exister dans un atome ou un r\u00e9seau atomique. Il repr\u00e9sente l’un des deux porteurs de charge responsables de la cr\u00e9ation d’un courant \u00e9lectrique dans les mat\u00e9riaux semi-conducteurs. Ces trous charg\u00e9s positivement peuvent se d\u00e9placer d’atome en atome dans les mat\u00e9riaux semi-conducteurs lorsque les \u00e9lectrons quittent leurs positions. L’ajout d’impuret\u00e9s trivalentes telles que le bore, l’aluminium ou le gallium \u00e0 un semi-conducteur intrins\u00e8que cr\u00e9e ces trous d’\u00e9lectrons positifs dans la structure.<\/p>\n

Par exemple, un cristal de silicium dop\u00e9 au bore (groupe III) cr\u00e9e un semi-conducteur de type p, tandis qu’un cristal dop\u00e9 au phosphore (groupe V) r\u00e9sulte en un semi-conducteur de type n. Le nombre de sites accepteurs domine totalement le nombre de trous d’\u00e9lectrons. Ainsi, le nombre total de trous est approximativement \u00e9gal au nombre de sites donneurs, p \u2248 NA. La neutralit\u00e9 de charge de ce mat\u00e9riau semi-conducteur est \u00e9galement maintenue.<\/p>\n

Le r\u00e9sultat net est que le nombre de trous d’\u00e9lectrons augmente tandis que le nombre d’\u00e9lectrons de conduction diminue. Le d\u00e9s\u00e9quilibre de la concentration des porteurs dans les bandes respectives est exprim\u00e9 par le nombre absolu diff\u00e9rent d’\u00e9lectrons et de trous. Les trous d’\u00e9lectrons sont les porteurs majoritaires, tandis que les \u00e9lectrons sont les porteurs minoritaires dans le mat\u00e9riau de type p.<\/p>\n

Tableau de semi-conducteurs<\/h2>\n

Voici un tableau pr\u00e9sentant 3 semi-conducteurs intrins\u00e8ques et 2 semi-conducteurs de type p et n, avec 4 propri\u00e9t\u00e9s cl\u00e9s :<\/p>\n