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Deux types d’impuretés :
! les donneurs (impuretés pentavalentes dans Si tétravalent), par exemple P,
! les accepteurs (impuretés trivalentes dans Si), par exemple B.
Propriétés
Les donneurs ont un électron de valence en surnombre qui est « libre » à la température am-
biante, donc susceptible de participer à la conduction.
Les accepteurs ont un déficit d’électrons de valence par rapport aux atomes de Si ; cette la-
cune ou trou est susceptible de se déplacer sous l’effet d’un champ électrique comme si
c’était une particule chargée positivement.
Dans un semi-conducteur à l’équilibre thermodynamique (dopé ou intrinsèque), la loi d’action
de masse s’écrit :
n p = ni2 ( = 1020 cm-6 pour Si à la température ambiante)
Définitions
Un semi-conducteur où les donneurs sont majoritaires est dit « semi-conducteur n ».
Un semi-conducteur où les accepteurs sont majoritaires est dit « semi-conducteur p ».
Définition
La mobilité d’un porteur de charge libre (électron ou trou) est le rapport de sa vitesse v au
champ électrique E qui lui est appliqué :
v =
µ
E
Ordre de grandeur à connaître par cœur : dans le silicium à la température ambiante
µ
p
≈
500 cm2 V-1 s-1
µ
n
≈
1000 cm2 V-1 s-1
II. TRANSISTORS MOS
1) Généralités
Transistors NMOS et PMOS
Dans un transistor NMOS en fonctionnement normal, un courant d’électrons est sus-
ceptible de passer dans le canal, de la source vers le drain.
Dans un transistor PMOS en fonctionnement normal, un courant de trous est suscep-
tible de passer dans le canal, de la source vers le drain.