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MATÉRIAU SEMICONDUCTEUR : DÉFINITION ET PROPRIÉTÉS

Matériau non conducteur à l’état pur, mais susceptible de contribuer à un courant électrique suite à un traitement spécifique nommé dopage, qui peut s’effectuer soit par diffusion, par implantation ionique, par transmutation nucléaire ou par technique laser. Un semi-conducteur est un matériau électriquement intermédiaire entre un matériau isolant et un matériau conducteur.
Le dopage est donc une technique qui consiste à introduire dans le matériau des impuretés convenables et en quantité contrôlée, ce qui a pour effet d’en augmenter la conduction. Dans les semi-conducteurs de type N (pour négatif), la conduction est assurée par des électrons libres de valence (comme dans les métaux), les dopants sont As, Sb, P… ; dans des semi-conducteurs de type P (pour positif), la conduction est assurée par des trous libres (un trou équivalent à une absence d’électrons), les dopants sont B, Al, Ga, In… La concentration d’impuretés de dopage permet de contrôler très précisément la conductivité du semi-conducteur.
Plus simplement, définissons deux types de semi-conducteurs :
- Les semi-conducteurs intrinsèques sont non dopés et possèdent un taux d’impuretés très faible, leur conductivité électrique ne dépend que de leur structure et de la température ; à très basse température ils se comportent comme des isolants ;
- Les semi-conducteurs extrinsèques ont besoin d’adjonction d’impuretés pour modifier leurs propriétés de conductivité.
Depuis les années 50, l’avènement des matériaux semi‐conducteurs a révolutionné l’électronique, l’informatique, l’optoélectronique en permettant l’élaboration d’une très grande variété de composants discrets et de circuits intégrés. De nos jours, nous les retrouvons dans nos dispositifs de télécommunications, dans nos automobiles, et même dans nos appareils électroménagers, ils ont donné naissance à toute une cohorte de composants : transistors, capteurs à semi-conducteurs [E3092], lasers à semi-conducteurs [E2660], composants MOS, semi-conducteurs de puissance [D3113], céramiques semi-conducteurs [E2080], nanocristaux semi-conducteurs [NM2030]…
Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus massivement utilisé, plusieurs raisons à cela : ses bonnes propriétés, son abondance naturelle et son coût faible de mise en œuvre. Citons-en quelques autres : le germanium, l’arséniure de gallium ou le carbure de silicium.

Matériau semiconducteur dans actualités

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Matériau semiconducteur dans les livres blancs


Matériau semiconducteur dans les ressources documentaires

  • Article de bases documentaires
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  • 10 mai 2018
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  • Réf : D3232

Composants bipolaires (thyristors, triacs, GTO, GCT et BJT) : circuits de commande

Cet article présente les principes de commande des principaux composants à semi-conducteur de puissance bipolaires à commande en courant. L’article se focalise sur la mise en forme et l’amplification des courants de gâchette (thyristors, triacs et GTO) pour la commande de ces composants (transistors bipolaires). Nous avons volontairement choisi de traiter des circuits de commande de composants tels que le BJT ou le thyristor GTO dont certaines applications sont restreintes voire obsolètes, notamment afin de mieux présenter les circuits de commande de composants tels que les BJT SiC ou les IGCT. 

  • Article de bases documentaires
  • pdf en anglais
  • pdf
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  • 10 nov. 2018
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  • Réf : E2382

Dispositifs FD silicium sur isolant (SOI)

Cet article traite de l’état de l’art et des perspectives des dispositifs FDSOI (Fully Depleted Silicon On Insulator). Les avantages de ces technologies pour les applications « More Moore » sont rappelés, avant d’exposer leurs propriétés électriques, ainsi que les principales solutions  pour leur amélioration. L’évolution de ces technologies vers de nouvelles architectures multigrilles et 3D, qui sont non seulement complètement désertées mais aussi totalement inversées, pour les composants les plus intégrés est ensuite mise en exergue. Les technologies émergentes, basées sur d’autres types de transport des porteurs, des matériaux innovants et des structures hybrides sont également détaillées.

  • Article de bases documentaires
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  • 10 févr. 2019
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  • Réf : E7007

Amplificateur optique à semi-conducteur

Cet article décrit le principe de fonctionnement ainsi que les caractéristiques des amplificateurs optiques à semi-conducteur (SOA pour Semiconductor Optical Amplifier). Les caractéristiques statiques sont présentées : gain, bande passante optique, sensibilité à la polarisation, puissance de saturation, facteur de bruit. La réponse du SOA en régime dynamique est ensuite analysée ainsi que ses conséquences sur la qualité du signal : harmoniques, mélange à quatre ondes. Les différences entre le SOA et l’amplificateur à fibre dopée (EDFA) sont abordées. Enfin, l’article présente les principales applications de ce composant en télécommunications optiques et en optique intégrée.

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 27 sept. 2013
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  • Réf : 1265

Le soudage au laser : maîtriser les principaux termes

Vous avez un assemblage de pièces complexes, de plaques, de feuilles ou de films à réaliser. Vous recherchez un assemblage permanent et sans nuire à la géométrie initiale des pièces ou sans endommager des composants électroniques ou chimiques avoisinants. Vous voulez mieux connaître la soudure par laser afin de déterminer si elle répondra à vos besoins et à vos exigences de qualité.

L’objectif de cette fiche est donc de définir les principaux termes relatifs à cette technologie et, pour chacun d’eux, de présenter des exemples vous permettant d’appréhender au mieux ces notions et de les situer dans leur contexte.

Un outil incontournable pour comprendre, agir et choisir- Nouveauté !

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 10 févr. 2015
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  • Réf : 1419

Essais d’aptitude

Vous êtes dans un laboratoire accrédité, régulièrement audité par le Cofrac. Celui-ci exige que vous participiez à des essais d’aptitude. Pourquoi cette demande ? Pourquoi se référer à la norme ISO 17025 pour la justifier ? À quoi ces essais d’aptitude servent-ils ? Que faire s’il n’en existe pas pour l’analyte que vous dosez ?

La traçabilité des mesurages des laboratoires d’analyse physico-chimiques ou biochimiques est difficile à réaliser et il a fallu trouver des solutions spécifiques, comme l’explique la norme ISO 17025, à savoir :

  • réaliser des essais d’aptitude par comparaison interlaboratoires (CIL) ;
  • fabriquer des matériaux de référence certifiés (MRC) ;
  • identifier des méthodes primaires d’analyse.

L’objectif de cette fiche est de décrire les tests d’aptitude qui représentent la principale méthode employée par les laboratoires accrédités pour assurer une certaine forme de traçabilité et satisfaire à la norme ISO 17025.

Les fiches pratiques répondent à des besoins opérationnels et accompagnent le professionnel en le guidant étape par étape dans la réalisation d'une action concrète.

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 25 févr. 2016
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  • Réf : 1532

Eco-concevoir dans un processus de développement produit : B-Free de Steelcase

Le concept d’éco-conception, un des éléments essentiels dans la mise en place d’une démarche de développement durable, est intégré de manière différente en fonction des secteurs d’activités et de la stratégie de chaque société.

Cette fiche décline la démarche d’éco-conception dans un processus de développement de produit (du concept au lancement de produit), appliquée au secteur du mobilier de bureau, à travers un cas d’étude réel. Elle vous apportera ainsi un éclairage sur les enjeux auxquels une équipe projet peut avoir à faire face tout au long du processus. Cet exemple concret est proposé par la société Steelcase, laquelle vous présente les initiatives entreprises pour éco-concevoir sa gamme de produits « B-Free ».

Méthodes, outils, pilotage et cas d'étude


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