Un semi-conducteur est une substance, généralement un élément chimique solide ou un composé, qui peut conduire l’électricité dans certaines conditions mais pas dans d’autres, ce qui en fait un bon milieu pour le contrôle du courant électrique. Sa conductance varie en fonction du courant ou de la tension appliquée à une électrode de commande, ou de l’intensité de l’irradiation par les rayons infrarouges (IR), la lumière visible, les ultraviolets (UV) ou les rayons X.
Les propriétés spécifiques d’un semi-conducteur dépendent des impuretés, ou dopants, qui y sont ajoutés. Un semi-conducteur de type N transporte le courant principalement sous la forme d’électrons chargés négativement, d’une manière similaire à la conduction du courant dans un fil. Un semi-conducteur de type P transporte le courant principalement sous forme de déficiences électroniques appelées trous. Un trou a une charge électrique positive, égale et opposée à la charge sur un électron. Dans un matériau semi-conducteur, l’écoulement des trous se produit dans une direction opposée à l’écoulement des électrons.
Les semi-conducteurs élémentaires comprennent l’antimoine, l’arsenic, le bore, le carbone, le germanium, le sélénium, le silicium, le soufre et le tellure. Le silicium est le plus connu d’entre eux, formant la base de la plupart des circuits intégrés (CI). Les composés semi-conducteurs courants comprennent l’arséniure de gallium, l’antimoniure d’indium et les oxydes de la plupart des métaux. Parmi ceux-ci, l’arséniure de gallium (GaAs) est largement utilisé dans les dispositifs amplificateurs à faible bruit, à gain élevé et à signal faible.
Un dispositif semi-conducteur peut remplir la fonction d’un tube à vide ayant des centaines de fois son volume. Un seul circuit intégré (CI), tel qu’une puce à microprocesseur, peut faire le travail d’un ensemble de tubes à vide qui rempliraient un grand bâtiment et nécessiteraient sa propre centrale électrique.
Voir aussi atome, transistor, transistor bipolaire et transistor à effet de champ.