Dispositifs à semi-conducteurs - Introduction

Il est largement admis que la distance entre un noyau et l'électron d'un atome particulier n'est pas égale. Normalement, les électrons tournent sur une orbite bien définie. Un nombre particulier d'électrons ne peut être retenu que par une enveloppe externe ou une orbite. La conductivité électrique d'un atome est principalement influencée par les électrons de la coque externe. Ces électrons ont beaucoup à voir avec la conductivité électrique.

Conducteurs et isolateurs

La conduction électrique est le résultat d'un mouvement irrégulier ou incontrôlé d'électrons. Ces mouvements font que certains atomes sont bonselectrical conductors. Un matériau avec un tel type d'atomes a de nombreux électrons libres dans sa coquille externe ou son orbite.

Comparativement, un insulating materiala un nombre relativement petit d'électrons libres. Par conséquent, les électrons de l'enveloppe externe des isolants ont tendance à tenir fermement leur place et ne permettent guère à aucun courant de les traverser. Par conséquent, dans un matériau isolant, il y a très peu de conductivité électrique.

Semi-conducteurs

Entre les conducteurs et les isolants, il existe une troisième classification des atomes (matériau) appelés semi-conducteurs. Généralement, la conductivité d'un semi-conducteur se situe entre les conductivités des métaux et des isolants. Cependant, à température nulle absolue, le semi-conducteur agit également comme un isolant parfait.

Silicon et germaniumsont les éléments semi-conducteurs les plus connus. L'oxyde de cuivre, le sulfure de cadmium et l'arséniure de gallium sont d'autres composés semi-conducteurs fréquemment utilisés. Ces types de matériaux sont généralement classés comme éléments de type IVB. De tels atomes ont quatre électrons de valence. S'ils peuvent abandonner quatre électrons de valence, la stabilité peut être obtenue. Il peut également être réalisé en acceptant quatre électrons.

Stabilité d'un atome

Le concept de stabilité d'un atome est un facteur important dans le statut des matériaux semi-conducteurs. Le nombre maximum d'électrons dans la bande de valence est de 8. Lorsqu'il y a exactement 8 électrons dans la bande de valence, on peut dire que l'atome est stable. Dans unstable atom, la liaison des électrons de valence est très rigide. Ces types d'atomes sont d'excellents isolants. Dans de tels atomes, les électrons libres ne sont pas disponibles pour la conductivité électrique.

Des exemples d'éléments stabilisés sont des gaz tels que l'argon, le xénon, le néon et le krypton. En raison de leur propriété, ces gaz ne peuvent pas être mélangés avec d'autres matériaux et sont généralement connus sous le nom deinert gases.

Si le nombre d'électrons de valence dans l'enveloppe externe est inférieur à 8, alors l'atome est dit instable, c'est-à-dire que les atomes ayant moins de 8 électrons de valence sont instables. Ils essaient toujours d'emprunter ou de donner des électrons aux atomes voisins pour devenir stables. Les atomes de la couche externe avec 5, 6 ou 7 électrons de valence ont tendance à emprunter des électrons à d'autres atomes pour rechercher la stabilité, tandis que les atomes avec un, deux ou trois électrons de valence ont tendance à libérer ces électrons vers d'autres atomes proches.