Page 21 - Bulletin novembre 2021

Il y a encore une bande d’énergie au-dessus, mais pour l’atteindre il faudrait que les électrons
de la bande de valence disposent de suffisamment d’énergie supplémentaire. Et si c’était le
cas ils seraient alors libres de circuler à leur guise dans cette bande, appelée du coup bande

de conduction.
À la température du zéro absolu, le 0° Kelvin, soit environ -273°C, la bande de valence est
pleine et il n’y a aucun électron libre dans la bande de conduction supérieure. Dans ces condi-
tions ce Silicium solide est totalement incapable de faire circuler du courant électrique. C’et
un isolant parfait. Mais à 20 °C, l’énergie thermique permet à quelques électrons de passer
dans la bande de conduction. Ils n’y restent pas car un déséquilibre électrique s’est créé et il
retournent bien vite dans la couche de valence. Il y a ainsi une agitation thermique. Si, pro-
fitant de cette agitation, on essaie de faire passer du courant dans ce silicium notre essai
sera couronné de succès, et le Silicium sera alors conducteur. D’où son nom de semi-conduc-
teur.

Deuxième étape, dans laquelle on insère dans du silicium ultra pur (99,9999 % de pureté)
quelques atomes d’impuretés (appelés dopants) dont la configuration atomique est quasi
identique à celle du silicium. Si nous utilisons quelques atomes de Bore, qui ont un électron
de valence en moins (appelé alors trou), alors la bande de valence de notre Silicium dopé au
Bore aura quelques trous de trop et le bilan de charge dans la bande valence sera positif (par
manque d’électrons). On parlera de dopage de type P.
Si au contraire nous dopons ce Silicium ultra pur avec du Phosphore qui possède non pas
quatre mais cinq électrons sur sa couche de valence, le Silicium dopé ainsi obtenu aura des
électrons en trop qui passeront alors dans la bande de conduction. On parlera de dopage de

type N.

Pour réaliser une diode semi-conductrice il
faut doper le cristal de Silicium ultra pur
avec un électron en plus en utilisant un do-
pant de type Phosphore, puis en injectant
dans cette structure de type N (pour élec-
tron Négatif) un dopant possédant un élec-
tron en moins (soit un trou Positif).
À l’endroit de la jonction entre les deux
structures, les électrons vont se loger dans

Dans cette vue en coupe d’une diode, les zones notées les trous et y rester. Cette paire électron-
p+ et n+ sont des zones ou la quantité de dopant est trou est électriquement nulle.
très importante afin de permettre un très bon contact
électrique avec la zone de métal sur laquelle sont sou- Au fur et à mesure de la recombinaison des
dés les fils de liaison aux électrodes, Anode et Cathode électrons et des trous un champ électrique

E se créé entre la zone P et la zone N et
augmente au fur et à mesure des recombinaisons des paires électrons-trous (figure ci-contre).
Pour traverser cette zone de jonction les électrons libres de la zone N doivent avoir suffi-
samment d’énergie car dans la zone de jonction ils sont soumis à une force F = q.E (q étant

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