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La conduction par trous

A température nulle, c'est à dire quand il n'y a aucune agitation thermique, aucun électron du semi-conducteur ne peut se déplacer. A température ambiante, parce que les constituants (atomes, électrons) du solide s'agitent, quelques électrons sont éjectés de leur place douillette. Ils laissent cette place vacante et on appelle ça un trou. On dit qu'on a crée une paire "électron déplaçable-trou" parce que dès qu'on a un électron déplaçable, on a aussi un trou. On dira par la suite "paire électron-trou".

Et un trou, ça se déplace. Imaginez par exemple que ce trou soit à un endroit particulier. Un électron voisin peut combler ce trou, à condition d'en laisser un là où il se trouvait. Autrement dit : le trou a bougé. Quand le trou arrive au bout du semi-conducteur, il va être comblé par un électron qui vient du circuit électrique. Bref, il va bien créer un courant d'électrons dans le circuit électrique : les électrons conduisent aussi le courant. Quand une paire électron-trou est créée par agitation thermique, les deux vont conduire le courant ! Pour bien comprendre le fonctionnement des semi-conducteurs, il est essentiel d'avoir à l'esprit qu'on peut presque considérer les trous comme des particules qui transportent le courant.

Quand vous imposez un champ électrique, il a tendance à pousser les électrons d'un côté. Si vous reprenez l'image ci dessous, vous voyez que si les électrons sont poussés vers la droite, c'est comme si les trous étaient poussés vers la gauche. Les trous se comportent vraiment comme des porteurs de charge positifs : ils vont dans la direction opposée à celle des électrions.


Quand on a enlevé un électrons là où il y en a beaucoup, il reste un trou. Et si un autre électron vient le combler, c'est comme si en fait le trou s'était déplacé !

Plus un semi-conducteur est chaud, plus il contient de paires électron-trou, donc moins il se comporte comme un isolant - puisque les paires peuvent assurer la conduction du courant. Il conduit d'autant mieux le courant qu'il est chaud et on peut donc se servir de cette propriété pour mesurer une température ! C'est comme ça qu'on obtient ce qu'on appelle une thermistance : un résistance dont la résistance dépend de la température.