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Une diode à semi-conducteur peut-elle être composée de silicium pur?
La question consiste donc à savoir, si on a un morceau de silicium pur, ce bloc de silicium peut-il servir de diode à semi-conducteur? Une diode est un élément de circuit électrique permettant la circulation de la charge dans un sens tout en l’empêchant dans l’autre sens. Le symbole électrique d’une diode permet de visualiser ceci. Une diode permet à la charge de circuler dans cette direction tout en bloquant la charge qui circulerait dans la direction opposée.
On peut alors déterminer si le silicium pur peut servir de diode en connectant les deux extrémités aux bornes d’une pile orientée selon une certaine direction. Comme la borne positive de la pile est à droite et la borne négative est à gauche, on sait que le courant conventionnel va circuler dans le sens inverse des aiguilles d’une montre autour de ce circuit. Cela signifie que le flux réel d’électrons se déplacera dans le sens opposé, dans le sens des aiguilles d’une montre. Le silicium pur est communément connu comme étant un semi-conducteur. C’est-à-dire que ce n’est ni un très bon conducteur ni un très bon isolant. Ainsi, pour un bloc de silicium pur à température ambiante, un certain flux de charge va s’établir à travers ce matériau.
Dans une certaine mesure, les électrons pourront se déplacer de gauche à droite à travers le silicium et compléter la boucle du circuit. Puisqu’un certain flux de charge circule à travers le circuit, on pourrait dire que ceci est le sens logique du courant. Mais voyons ce qui se passe alors si on inverse la polarité de la pile afin d’inverser les bornes positive et négative. Dans cette direction, on s’attend à ce que les électrons, charge négative, circulent dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Et encore une fois, lorsque les électrons atteignent notre échantillon de silicium, ils peuvent, en nombre limité, traverser ce matériau. Pour un échantillon pur de silicium, la charge s’écoulera à travers cet échantillon quelle que soit sa direction. Les électrons sont tout aussi capables, on pourrait dire, de circuler de gauche à droite comme de droite à gauche à travers le silicium.
Le fait qu’une charge puisse circuler à travers l’échantillon de silicium nous indique un fait important. Le courant à travers un échantillon de silicium ne dépend pas de la direction ou de la polarité de la pile. Autrement dit, il ne dépend pas de la direction du flux d’électrons à travers le silicium. Par conséquent, cet échantillon ne fonctionne pas comme une diode, qui laisserait passer le courant dans un sens et le bloquerait dans l’autre. Notre réponse est alors que non, une diode à semi-conducteur ne peut pas être faite de silicium pur.
