i
i
i
i
i
i
i
i
Soit n est le nombre d’e
− libres par unité de volume, égal au nombre de trous par unité
de volume ; la conductivité g du semi-conducteur s’écrit :
g = e.n(m e 1 m t )
où m t et m e sont respectivement la mobilité des trous et des e
− (remarque : m t < m e )
Un semi-conducteur et un isolant se distinguent par l’ordre de grandeur de leur énergie
d’activation : E a (semi-conducteur) ≈ E a (isolant)/10.
Un semi-conducteur et un métal se distinguent par le comportement de leur résistance
électrique en fonction de la température :
– R métal = R o (1 1 aT ). Si T augmente, R augmente ;
– R semicond = R o e
−aT . Si T augmente, R diminue.
• Semi-conducteur dopé ou extrinsèque
Dans ce type de semi-conducteur, le nombre de porteurs de charges est augmenté par
l’ajout d’impuretés.
Type de dopage
n
p
Nature de l’impureté
contient 5 e
− de valence
donneur d’électrons
contient 3 e
− de valence
accepteur d’électrons
Espèce majoritaire
électron
trou
Espèce minoritaire
trou
électron
Conduction
par électron
par trou
Exemple d’impureté
As (arsenic)
B (bore)
2.2. Jonction p-n d’une diode semi-conductrice
Une diode semi-conductrice est formée d’un semi-conducteur dopé p (anode) et d’un
semi-conducteur dopé n (cathode). Lorsque ces deux éléments sont mis en contact, un
régime électrique transitoire s’établit de part et d’autre de la jonction, suivi d’un régime
permanent. Une succession de phénomènes se produit ainsi, décrits ci-dessous, qui aboutit
à l’expression des intensités des courants circulant dans la jonction.
Jonction non reliée à une alimentation
Il y a diffusion des porteurs majoritaires.
N
P
E D
ions > 0
ions < 0
V D
N
P
t
E D
e
–
N
P
E D
e –
t
i 1
N
P
e –
t
e –
t
i 1
i 2
K
(P) (N)
A
i 1
i 2
1
2
3
4
5
306