Semi-conducteurs et trous mobiles.

[Wöler]

Bonjour,

J'aurais quelques infos à vous demander au sujet de la conduction électrique par les trous dans les semi-conducteurs.

1er cas : Semi-conducteurs intrinsèques.

- Il y a autant de trous créés dans la bande de valence que d'électrons présents dans la bande de conduction.

- Et le déplacement des trous (des charges positives dans la bande de valence) se fait dans le sens inverse de celui des électrons lorsque le cristal semi-conducteur est soumis à un champ électrique.

- Les trous se déplacent car les électrons libres créent des cases vacantes, ces cases vacantes vont elle-même être remplies par des électrons de sorte que la charge positive se déplace dans le sens inverse de celui de l'électron, d'où l'appellation "trous mobiles".

Autre cas : SC extrinsèque de type P.

- On incorpore des impuretés de type accepteur. (exemple : Bore).
Le silicium va alors être ionisé en donnant un de ces électrons à l'atome de Bore afin qu'il ait quatre électrons de valence.

- Le bore devient un anion et le silicium un cation.
Le bore est fixe dans le réseau cristallin.

De sorte que les trous dans la bande de valence sont majoritaires par rapport aux électrons libres dans la bande de conduction. (Jusque là ça va).

Seulement, on dit aussi que les porteurs majoritaires sont les trous.

- Or pour moi, pour qu'il y ait déplacement de trous, il faut nécessairement qu'il y ait déplacement d'électrons (comme dans le SC intrinsèque.)

- Ainsi, je peux comprendre que des trous puissent se déplacer.
Mais, pour moi, le nombre de trous qui se déplacent sera égal au nombre d'électrons qui se déplacent et les trous mobiles ne sont donc pas les porteurs majoritaires. ?????

Je sais que quelque chose cloche dans mon raisonnement. Si vous pouviez donc éclaircir mes idées.

En vous remerciant d'avance.
-----

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Votre explication sur le déplacement des trous est, malheureusement, celle que l'on trouve un peu partout et qui est fausse.
Faites la manip suivante (l'imagination suffit):
Mettez des billes sur une table. Ce sont les électrons. Si vous inclinez la table (champ électrique) les billes se déplacent vers le bas.
Recommencez en enlevant quelques billes pour créer des "trous". Ré-inclinez la table et regardez dans quel direction se déplacent les billes... et les trous.
On ne peut pas expliquer les "trous" dans un semi-conducteur avec un modèle de billes ou d'électrons libres. Il faut utiliser le comportement ondulatoire des électrons et leur interaction avec le réseau cristallin.

Vous trouverez des explications plus correctes dans ce fascicule de (presque) vulgarisation:
http://forums.futura-sciences.com/at...ducteurs-a.pdf
Au revoir.

[invite4076b734]

Il faut savoir que à la température zéro absolue (0 k) , le semi-conducteur est isolant et la cohésion de ce semi conducteur est régie par la liaison covalente
(càd:la liaison covalente qui dicte la structure cristalline de semi-conducteur ( structure cubique, zincblind ,wartzite)) a cette même température il n y pas de trous, l’élévation de la température vas casser des liaisons covalente = il y aura plus d’électrons des couches de valence qui vont se libérer vers la bande de conduction en laissant dans leur place des trous , ces derniers vont occuper par d'autre électrons " on aura une image comme si le trous bouge , or que ces les électrons qui se déplacent " des charge en mouvent cela implique un courant électrique, il faut bien remarqué que à la différence des métaux ( la conductivité est donné seulement par le transport des électrons de conduction)la conductivité électrique dans les semi-conducteurs est dicté par deux porteurs de charge trous mobiles et électrons , dans le cas des semi-conducteurs intrinsèque on l'égalité des deux densité d’électrons et des trous " c à d =pour chaque libérer on un trou crée , et la neutralité globale nous donne cette égalité ) pour les semi-conducteurs dope on auras pas la même chose.