Un semi-conducteur est un matériau dont la conductivité se situe entre celle d'un conducteur et celle d'un isolant. Le silicium est le plus courant, mais le germanium et l'arséniure de gallium sont également utilisés. Les semi-conducteurs sont à la base de l'électronique moderne. Transistors, diodes et circuits intégrés sont tous fabriqués à partir de semi-conducteurs. Sans eux, il n'y aurait ni ordinateurs, ni smartphones, ni internet. La propriété essentielle d'un semi-conducteur est que sa conductivité peut être contrôlée. En ajoutant des impuretés, un procédé appelé dopage, les ingénieurs peuvent moduler sa conductivité. C'est ce contrôle qui rend possibles les dispositifs semi-conducteurs.

Les semi-conducteurs possèdent une bande interdite, un intervalle d'énergie où aucun électron ne peut exister. Dans un conducteur, la bande interdite est nulle. Dans un isolant, elle est large. Dans un semi-conducteur, elle est suffisamment faible pour que des électrons puissent la franchir sous l'effet de la chaleur, de la lumière ou d'un champ électrique. Lorsqu'un électron franchit la bande interdite, il crée un trou, qui se comporte comme une charge positive. Les électrons et les trous sont tous deux conducteurs de courant dans un semi-conducteur. Le dopage au phosphore ajoute des électrons, créant un matériau de type n. Le dopage au bore ajoute des trous, créant un matériau de type p. L'association de matériaux de type n et de type p forme une jonction pn, qui est à la base des diodes, des transistors et des cellules solaires.

Informations sur les semi-conducteurs

• Définition. Conductivité entre conducteur et isolant.
• Exemples. Silicium, germanium, arséniure de gallium.
• Dopage. Ajout d'impuretés pour contrôler la conductivité.
• type n. Électrons supplémentaires.
• p-type. Trous supplémentaires.

Un semi-conducteur n'est pas un conducteur. Un conducteur conduit facilement la lumière. Un semi-conducteur ne conduit la lumière que sous certaines conditions.