A température ambiante, un matériau semi-conducteur est légèrement conducteur. La propriété conductrice des semi-conducteurs constitue la base pour comprendre comment nous pouvons utiliser ces matériaux dans les appareils électriques.
Que sont les semi-conducteurs à température ambiante ?
A température ambiante, un semi-conducteur a suffisamment d’électrons libres pour lui permettre de conduire le courant. Au zéro absolu ou proche du zéro absolu, un semi-conducteur se comporte comme un isolant. Lorsqu’un électron acquiert suffisamment d’énergie pour participer à la conduction (il est “libre”), il se trouve dans un état de haute énergie.
Quels sont les matériaux semi-conducteurs courants ?
Quels sont les matériaux semi-conducteurs les plus utilisés ?
Les matériaux semi-conducteurs les plus utilisés sont le silicium, le germanium et l’arséniure de gallium. Parmi les trois, le germanium était l’un des premiers matériaux semi-conducteurs utilisés.
À quelle température les semi-conducteurs agissent-ils comme isolants ?
Un semi-conducteur agit comme un isolant idéal à une température nulle absolue, c’est-à-dire à zéro kelvin. C’est parce que les électrons libres dans la bande de valence des semi-conducteurs ne transporteront pas assez d’énergie thermique pour surmonter l’écart d’énergie interdit au zéro absolu.
Pourquoi un semi-conducteur agit-il comme un isolant à température ordinaire ?
Les semi-conducteurs sont pratiquement des isolants à température ambiante car presque tous les électrons de valence sont engagés dans la formation de liaisons covalentes et il y a pratiquement très peu d’électrons libres. A basse température, la bande de valence d’un semi-conducteur est complètement remplie et la bande de conduction est complètement vide.
Qu’est-ce qu’un semi-conducteur ?
Semi-conducteurs. Les semi-conducteurs sont des matériaux qui ont une conductivité entre les conducteurs (généralement les métaux) et les non-conducteurs ou les isolants (comme la plupart des céramiques). Les semi-conducteurs peuvent être des éléments purs, tels que le silicium ou le germanium, ou des composés tels que l’arséniure de gallium ou le séléniure de cadmium.
Qu’est-ce qu’un matériau de type P ?
Les semi-conducteurs comme le germanium ou le silicium dopés avec l’un des atomes trivalents comme le bore, l’indium ou le gallium sont appelés semi-conducteurs de type p. L’atome d’impureté est entouré de quatre atomes de silicium. Il fournit aux atomes de ne remplir que trois liaisons covalentes car il n’a que trois électrons de valence.
Que devient un semi-conducteur à basse température ?
À des températures plus basses, les porteurs se déplacent plus lentement, ce qui leur laisse plus de temps pour interagir avec les impuretés chargées. En conséquence, à mesure que la température diminue, la diffusion des impuretés augmente et la mobilité diminue. C’est juste l’opposé de l’effet de la diffusion du réseau.
Qu’est-ce qu’un exemple de semi-conducteur ?
Quelques exemples de semi-conducteurs sont le silicium, le germanium, l’arséniure de gallium et les éléments proches de ce qu’on appelle «l’escalier métalloïde» du tableau périodique. Après le silicium, l’arséniure de gallium est le deuxième semi-conducteur le plus courant et est utilisé dans les diodes laser, les cellules solaires, les circuits intégrés hyperfréquences et autres.
Comment fonctionnent les semi-conducteurs ?
Les semi-conducteurs fonctionnent en raison du déséquilibre des électrons qui portent une charge négative. Ce déséquilibre d’électrons génère des charges positives (où il y a des protons en excès) et négatives (où il y a des électrons en excès) aux deux extrémités des surfaces du matériau semi-conducteur. C’est ainsi que fonctionne le semi-conducteur.
Quels sont les 2 types de semi-conducteurs ?
Les semi-conducteurs se répartissent en deux grandes catégories : les semi-conducteurs intrinsèques sont composés d’un seul type de matériau ; le silicium et le germanium en sont deux exemples. Ceux-ci sont également appelés « semi-conducteurs non dopés » ou « semi-conducteurs de type i ».
Quel est le matériau semi-conducteur le plus couramment utilisé aujourd’hui ?
Le silicium est le type de matériau semi-conducteur le plus largement utilisé.
Quels sont les deux principaux types de semi-conducteurs ?
Les deux principaux types de semi-conducteurs sont les semi-conducteurs de type n et de type p. (i) semi-conducteurs de type n. Le silicium et le germanium (groupe 14) ont une très faible conductivité électrique à l’état pur.
Qu’est-ce qu’un semi-conducteur pur ?
Un semi-conducteur intrinsèque (pur), également appelé semi-conducteur non dopé ou semi-conducteur de type i, est un semi-conducteur pur sans aucune espèce de dopant significative présente. Dans les semi-conducteurs intrinsèques, le nombre d’électrons excités et le nombre de trous sont égaux : n = p.
Les semi-conducteurs conduisent-ils l’électricité ?
La conductivité électrique du semi-conducteur n’est pas aussi élevée que celle du métal, mais pas aussi mauvaise que celle de l’isolant électrique. C’est pourquoi, ce type de matériau est appelé semi-conducteur – signifie demi-conducteur. La bande interdite des isolants est grande, donc très peu d’électrons peuvent sauter l’écart. Les isolateurs ne conduisent pas facilement l’électricité.
Pourquoi les semi-conducteurs conduisent-ils l’électricité à haute température ?
Il n’y a pas d’électrons pour conduire l’électricité. Dans le cas des semi-conducteurs, à mesure que la température augmente, les électrons de la bande de valence acquièrent suffisamment d’énergie pour être promus à travers le « trou d’énergie » dans la bande de conduction. Lorsque cela se produit, ces électrons promus peuvent se déplacer et conduire l’électricité.
Quelles sont les applications des semi-conducteurs ?
Les semi-conducteurs sont utilisés dans la fabrication de divers types d’appareils électroniques, notamment les diodes, les transistors et les circuits intégrés. De tels dispositifs ont trouvé une large application en raison de leur compacité, de leur fiabilité, de leur efficacité énergétique et de leur faible coût.
Pourquoi utilisons-nous des semi-conducteurs ?
Les matériaux semi-conducteurs sont utiles car leur comportement peut être facilement manipulé par l’ajout délibéré d’impuretés, connu sous le nom de dopage. La conduction du courant dans un semi-conducteur se produit en raison d’électrons mobiles ou “libres” et de trous d’électrons, appelés collectivement porteurs de charge.
Qu’est-ce qui fait un bon semi-conducteur ?
Le matériau de base des semi-conducteurs le plus couramment utilisé est de loin le silicium. Comme il y a très peu d’électrons libres disponibles pour se déplacer autour du cristal de silicium, les cristaux de silicium pur (ou de germanium) sont donc de bons isolants, ou à tout le moins des résistances de très haute valeur.
Pourquoi les semi-conducteurs fonctionnent-ils généralement mieux à basse température ?
La conductance aux jonctions semi-conductrices change avec la température. Les jonctions sont plus conductrices à des températures plus basses, augmentant ainsi les vitesses de commutation et moins conductrices à des températures élevées, diminuant ainsi la vitesse de commutation. C’est cette variation de vitesse de commutation qui peut entraîner des caractéristiques de fonctionnement différentes.
Pourquoi la bande interdite diminue-t-elle avec la température ?
Lorsque la température augmente, l’énergie de la bande interdite diminue car le réseau cristallin se dilate et les liaisons interatomiques sont affaiblies. Des liaisons plus faibles signifient que moins d’énergie est nécessaire pour rompre une liaison et obtenir un électron dans la bande de conduction. EG(0) est la valeur limite de la bande interdite à 0 K.
Quel est l’effet de la température sur un semi-conducteur ?
Lorsque la température augmente : lorsque la température augmente, certaines des liaisons covalentes se décomposent en raison de l’énergie thermique fournie aux semi-conducteurs. Maintenant les électrons se libèrent, qui s’occupaient de la formation des liaisons. Ainsi à haute température le semi-conducteur ne se comporte plus comme isolant.
Qu’est-ce qu’un semi-conducteur de type p ? Donnez un exemple ?
Exemples. Le silicium dopé au bore, le silicium dopé à l’aluminium, le germanium dopé au bore, etc. sont des exemples de semi-conducteurs de type p.
Pourquoi des trous sont créés dans un semi-conducteur de type p ?
Le semi-conducteur formé par addition d’impuretés trivalentes est appelé semi-conducteur de type p. Le semi-conducteur pur a quatre électrons dans sa couche de valence et l’impureté trivalente a trois électrons de valence. Cet espace est ensuite rempli par l’électron de valence dans les atomes voisins créant un trou dans cet atome.
Qu’est-ce qu’un semi-conducteur N et p ?
les matériaux de type p et de type n sont simplement des semi-conducteurs, tels que le silicium (Si) ou le germanium (Ge), avec des impuretés atomiques ; le type d’impureté présente détermine le type de semi-conducteur.