{"id":15518,"date":"2020-01-09T22:09:27","date_gmt":"2020-01-09T22:09:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/quest-ce-quun-semi-conducteur-intrinseque-et-extrinseque-definition\/"},"modified":"2020-07-13T10:05:55","modified_gmt":"2020-07-13T10:05:55","slug":"quest-ce-quun-semi-conducteur-intrinseque-et-extrinseque-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-quun-semi-conducteur-intrinseque-et-extrinseque-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce qu’un semi-conducteur intrins\u00e8que et extrins\u00e8que – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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Un semi-conducteur intrins\u00e8que est un semi-conducteur compl\u00e8tement pur sans aucune esp\u00e8ce de dopant significative pr\u00e9sente.\u00a0Semi-conducteur intrins\u00e8que et extrins\u00e8que<\/div>\n<\/div>\n
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\"d\u00e9tecteur<\/a>
D\u00e9tecteur de bande de silicine Source: micronsemiconductor.co.uk<\/figcaption><\/figure>\n

En g\u00e9n\u00e9ral, les\u00a0semi<\/strong>\u00a0–\u00a0conducteurs<\/strong>\u00a0sont des mat\u00e9riaux, inorganiques ou organiques, qui ont la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler leur conduction en fonction de la structure chimique, de la temp\u00e9rature, de l’illumination et de la pr\u00e9sence de dopants.\u00a0Le nom\u00a0semi-conducteur<\/strong>\u00a0vient du fait que ces mat\u00e9riaux ont une\u00a0conductivit\u00e9 \u00e9lectrique<\/strong>\u00a0entre celle d’un m\u00e9tal, comme le cuivre, l’or, etc. et un isolant, comme le verre.\u00a0Ils ont un\u00a0\u00e9cart \u00e9nerg\u00e9tique<\/strong>\u00a0inf\u00e9rieur \u00e0 4eV (environ 1eV).\u00a0En physique du solide, cet intervalle d’\u00e9nergie ou bande interdite est une plage d’\u00e9nergie entre la\u00a0bande de valence et la bande de conduction<\/a>o\u00f9 les \u00e9tats \u00e9lectroniques sont interdits.\u00a0Contrairement aux conducteurs, les \u00e9lectrons d’un semi-conducteur doivent obtenir de l’\u00e9nergie (par exemple \u00e0 partir de rayonnements ionisants) pour traverser la bande interdite et atteindre la bande de conduction.\u00a0Les propri\u00e9t\u00e9s des semi<\/strong><\/a>\u00a0–\u00a0conducteurs<\/strong><\/a>\u00a0sont d\u00e9termin\u00e9es par l’\u00e9cart d’\u00e9nergie entre les bandes de valence et de conduction.<\/p>\n

Semi-conducteur intrins\u00e8que et extrins\u00e8que<\/h2>\n

Semi-conducteur intrins\u00e8que<\/h3>\n

Un\u00a0semi<\/strong>\u00a0–\u00a0conducteur intrins\u00e8que<\/strong>\u00a0est un\u00a0semi<\/strong>\u00a0–\u00a0conducteur<\/strong>\u00a0compl\u00e8tement pur sans aucune esp\u00e8ce de dopant significative pr\u00e9sente.\u00a0Par cons\u00e9quent, les semi-conducteurs intrins\u00e8ques sont \u00e9galement appel\u00e9s semi-conducteurs purs ou semi-conducteurs de type i.<\/p>\n

\"semi-conducteurs<\/a>Le nombre de porteurs de charge \u00e0 une certaine temp\u00e9rature est donc d\u00e9termin\u00e9 par les propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau lui-m\u00eame au lieu de la quantit\u00e9 d’impuret\u00e9s.\u00a0Notez que, un\u00a0\u00e9chantillon de\u00a01 cm\u00a03<\/sup>\u00a0de germanium pur \u00e0 20 \u00b0 C contient environ 4,2 \u00d7 10\u00a022<\/sup>\u00a0atomes, mais contient \u00e9galement environ 2,5 x 10\u00a013<\/sup>\u00a0\u00e9lectrons libres et 2,5 x 10\u00a013<\/sup>\u00a0trous.\u00a0Ces porteurs de charge sont produits par excitation thermique.\u00a0Dans les semi-conducteurs intrins\u00e8ques, le nombre d’\u00e9lectrons excit\u00e9s et le nombre de trous sont \u00e9gaux:\u00a0n = p<\/strong>\u00a0.\u00a0Les \u00e9lectrons et les trous sont cr\u00e9\u00e9s par l’excitation d’\u00e9lectrons de la bande de valence \u00e0 la bande de conduction.\u00a0Un\u00a0trou d’\u00e9lectrons<\/a>(souvent simplement appel\u00e9 trou) est le manque d’\u00e9lectrons \u00e0 une position o\u00f9 l’on pourrait exister dans un atome ou un r\u00e9seau atomique.\u00a0Cette \u00e9galit\u00e9 peut m\u00eame \u00eatre le cas apr\u00e8s dopage du semi-conducteur, mais seulement s’il est dop\u00e9 \u00e0 la fois avec les donateurs et les accepteurs.\u00a0Dans ce cas, n = p est toujours valable et le semi-conducteur reste intrins\u00e8que, bien que dop\u00e9.<\/p>\n

Les semi-conducteurs ont un \u00e9cart d’\u00e9nergie inf\u00e9rieur \u00e0 4eV (environ 1eV).\u00a0Les bandes interdites sont naturellement diff\u00e9rentes pour diff\u00e9rents mat\u00e9riaux.\u00a0Par exemple, le diamant est un semi-conducteur \u00e0 large bande interdite (Egap = 5,47 eV) \u00e0 fort potentiel comme mat\u00e9riau de dispositif \u00e9lectronique dans de nombreux dispositifs.\u00a0De l’autre c\u00f4t\u00e9, le germanium a une petite \u00e9nergie de bande interdite (E\u00a0gap<\/sub>\u00a0= 0,67 eV), ce qui n\u00e9cessite de faire fonctionner le d\u00e9tecteur \u00e0 des temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques.\u00a0En physique du solide, cet intervalle d’\u00e9nergie ou bande interdite est une plage d’\u00e9nergie entre la bande de valence et la bande de conduction o\u00f9 les \u00e9tats \u00e9lectroniques sont interdits.\u00a0Contrairement aux conducteurs, les \u00e9lectrons d’un semi-conducteur doivent obtenir de l’\u00e9nergie (par exemple \u00e0 partir de rayonnements ionisants) pour traverser la bande interdite et atteindre la bande de conduction.<\/p>\n

Semi-conducteurs extrins\u00e8ques<\/h3>\n

Un\u00a0semi-conducteur extrins\u00e8que<\/strong>\u00a0, ou\u00a0semi<\/strong>\u00a0–\u00a0conducteur dop\u00e9<\/strong>\u00a0, est un semi-conducteur, qui a \u00e9t\u00e9\u00a0intentionnellement dop\u00e9<\/strong>\u00a0dans le but de moduler ses propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques, optiques et structurelles.\u00a0Dans le cas des d\u00e9tecteurs semi-conducteurs de rayonnement ionisant, le dopage est l’introduction intentionnelle d’impuret\u00e9s dans un semi-conducteur intrins\u00e8que dans le but de modifier leurs propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques.\u00a0Par cons\u00e9quent, les semi-conducteurs intrins\u00e8ques sont \u00e9galement appel\u00e9s semi-conducteurs purs ou semi-conducteurs de type i.<\/p>\n

L’ajout d’un petit pourcentage d’atomes \u00e9trangers dans le r\u00e9seau cristallin r\u00e9gulier de silicium ou de germanium produit des changements spectaculaires dans leurs propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques, car ces atomes \u00e9trangers incorpor\u00e9s dans la structure cristalline du semi-conducteur fournissent\u00a0des porteurs de charge gratuits<\/strong>\u00a0(\u00e9lectrons ou trous d’\u00e9lectrons) dans le semi-conducteur.\u00a0Dans un semi-conducteur extrins\u00e8que, ce sont ces atomes de dopant \u00e9trangers dans le r\u00e9seau cristallin qui fournissent principalement les porteurs de charge qui transportent le courant \u00e9lectrique \u00e0 travers le cristal.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, il existe deux types d’atomes de dopant r\u00e9sultant en deux types de semi-conducteurs extrins\u00e8ques.\u00a0Ces dopants qui produisent les changements contr\u00f4l\u00e9s souhait\u00e9s sont class\u00e9s comme\u00a0accepteurs d’\u00e9lectrons<\/strong>\u00a0ou\u00a0donneurs<\/strong>\u00a0et les semi-conducteurs dop\u00e9s correspondants sont appel\u00e9s:<\/p>\n