Bases des semi-conducteurs

Les matériaux sont généralement classés en trois types : métaux, isolants et semi-conducteurs.

Les métaux n’ont pas de bande interdite d’énergie en raison du chevauchement des bandes de valence et de conduction. Cela permet le libre mouvement des électrons, ce qui fait des métaux d’excellents conducteurs d’électricité.

En revanche, les isolants ont une grande bande interdite d’énergie, généralement supérieure à 3 eV. À température ambiante, il n’y a pas de conduction car l’énergie thermique ou le champ électrique appliqué est insuffisant pour favoriser un nombre important d’électrons de la bande de valence à la bande de conduction, ce qui en fait de mauvais conducteurs.

Les semi-conducteurs conventionnels comme le silicium présentent une bande interdite d’énergie étroite d’environ 1,1 eV. À température ambiante, un nombre important d’électrons peuvent être excités thermiquement de la bande de valence à la bande de conduction, ce qui entraîne un faible courant.

Cette transition génère des porteurs. Les électrons libres agissent comme des porteurs dans la bande de conduction, tandis que les vides créés par l’absence d’électrons, appelés trous, agissent comme des porteurs dans la band