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Dans un semi-conducteur dopé par des éléments pentavalents,
on trouve des électrons qui ne sont pas liés dans une liaison
covalente: ils peuvent se déplacer. Si un champ électrique est
appliqué, ils deviennent porteurs de charge, le semi-conducteur dopé
est conducteur par électrons libres.
Dans
un semi-conducteur dopé avec des éléments trivalents,
il manque un électron par atome dopant: c'est un trou. Mais les trous
peuvent se mettre en mouvement d'ensemble sous l'influence d'un champ électrique.
C'est un conducteur et les porteurs de charge sont positifs. En regardant
bien les illustrations, ce sont encore les électrons qui se déplacent
mais ils sautent d'un atome à l'autre. Les trous se déplacent
d'un bout à l'autre du conducteur.
Dans un semi-conducteur, il n'y a pas de porteur de charge à une température assez basse (cela dépend du GAP) et si sa pureté est parfaite.
L'industrie du silicium sait produire une pureté de l'ordre de 10-9. Un atome étranger pour un milliard d'atome.
Alors on ajoute volontairement une quantité bien déterminée d'un autre élément qu'on appelle impureté pentavalente si c'est un élément dont la dernière couche contient 5 électrons. ( P , As, Sb). Et impureté trivalente si l'élément possède trois électrons dans sa couche de valence.(B , Al, Ga )
Les taux de dopage sont de l'ordre de 10-8.
Lorsque des impuretés sont présentes (le silicium est dopé): il s'agit d'atomes d'autres colonnes. Ils s'insèrent dans le réseau du silicium mais n'ont pas le bon nombre d'électrons de valence. Nous prendrons l'exemple du bore et celui du phosphore.
