Dopage dans les semi-conducteurs: modèles de bande d'énergie

Cette séance de cours traite des effets du dopage sur les semi-conducteurs, en se concentrant sur les types intrinsèques et extrinsèques. Il commence par examiner les semi-conducteurs intrinsèques, où l'énergie de Fermi est centrée dans l'intervalle de bande, et la concentration de porteurs est égale à la fois dans les bandes de valence et de conduction. L'instructeur explique ensuite le processus de dopage, l'introduction d'atomes donneurs et accepteurs pour modifier les propriétés du semi-conducteur. Pour le dopage de type n, des éléments comme le phosphore et l'arsenic sont utilisés, qui libèrent des électrons dans la bande de conduction, augmentant ainsi le niveau de Fermi. Inversement, le dopage de type p implique des éléments comme le bore, qui créent des trous dans la bande de valence. La séance de cours couvre également la pertinence du tableau périodique pour les choix de dopage et les diagrammes de bande d'énergie pour les semi-conducteurs de type n et de type p. Le concept de neutralité de la charge et les taux d'occupation des donneurs et des accepteurs sont discutés, soulignant que le dopage affecte principalement la position du niveau de Fermi plutôt que la concentration intrinsèque de porteurs. La séance de cours se termine par un résumé du modèle hydraulique appliqué aux semi-conducteurs dopés.