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Electrons, atome, matière

Pour simplifier, la matière est constituée d'atomesReprésentation simplifiée ici du noyau + en rouge et des électrons – bleus qui gravitent autour, autour de leur noyau gravitent des électrons dont le nombre est lié au numéro atomique (tableau périodique des éléments, Mendeleïev.

Les électrons, chargés négativement, tournent autour du noyau, positif, en plusieurs cercles concentriques formant un nuage (nuage électronique).

Lorsque la dernière couche d'électrons, couche périphérique, est saturéeElle est complète : elle a tous les électrons qu'elle peut recevoir. Saturée ou non, un atome reste neutre : autant d'électrons que de protons. le matériau est isolant ou très mauvais conducteurAucun isolant n'est parfait, en exemple :
L'eau pure est isolante mais l'eau courante avec sels minéraux est mauvaise conductrice

À l'inverse les bons conducteursAucun conducteur n'est parfait, il oppose toujours une résistance électrique présentent une dernière couche non saturée, ils échangeront donc facilement des électrons !

De gauche à droite : bon conducteur, semi-conducteur et isolant

La jonction d'une diode

La juxtaposition des zones P et NLa zone P à trous et de la zone N en excès d'électrons... produit tout simplement la migration d'électrons de la zone N vers la zone P : la recombinaison. Cela crée une ddpImpossible à mesurer, quel que soit le voltmètre : les contacts métal / semi-conducteur créent des tensions opposées qui l'annulent (sinon, une diode serait une pile !) Le seuil de conduction est d'environ 0.3 V avec une diode germanium ; 0.7 V avec du silicium. Quand un courant direct passe, chaque recombinaison libère un peu d'énergie : de la lumière dans les LED Light-Emitting Diode, DEL Diode Electro-Luminescente en français , surtout de la chaleur dans une diode au silicium. Cette ddp bloque la circulation de courant dans un certain sens, nous allons le voir.

Pur, le silicium conduit très mal : son cristal, régulier et périodique, n'a presque pas d'électrons libres (le cuivre aussi est un cristal régulier, mais plein d'électrons libres). Un dopage P a pour but de créer des trous (des manques d'électrons dans la structure). Le dopage P s'obtient par chauffage et combinaison de Bore... Un dopage N a pour but de créer des électrons libres (un surplus d'électrons dans la structure). Le dopage N s'obtient par chauffage et combinaison d'arsenic, phosphore, antimoine...

Dans ce sens, la tension appliquée aux bornes de la diode annihile la tension de seuil et le courant circule dès que la tension de seuil est dépassée !

Une tension inverse conforte la tension de seuil en l'augmentant, la diode se comporte alors comme un isolant. Avec une limite destructive : la tension inverse maximum supportée : voir les datasheetSpécifications techniques fournies par le fabricant de la diode !