De quoi est fait un transistor ? Composition et structure
Composition transistor : couches semi-conductrices et contacts métalliques
Un transistor est un dispositif semi-conducteur à trois bornes. Le type le plus courant, le Transistor Bipolaire (BJT), consiste en :
Matériaux semi-conducteurs
- Silicium (Si) — dominant (>99 %) grâce à son oxyde stable, propriétés thermiques, coût.
- Germanium (Ge) — premiers transistors ; maintenant niche (VBE bas, haute vitesse).
- Semi-conducteurs composés (GaAs, SiC, GaN) — haute fréquence, haute puissance, optoélectronique.
Régions dopées (exemple BJT NPN)
| Région | Dopage | Fonction |
|---|---|---|
| Émetteur | Fortement dopé type n (n+) | Injecte électrons dans base |
| Base | Faiblement dopé type p | Contrôle flux électrons ; fine (~µm) |
| Collecteur | Moyennement dopé type n | Collecte électrons ; grande surface pour chaleur |
PNP inverse polarités (p+/n/p).
Électrodes métalliques
- Contact émetteur — connecte région émetteur.
- Contact base — connecte base.
- Contact collecteur — souvent substrat ou couche métal supérieure.
MOSFET (Transistor à effet de champ)
- Grille — métal/poly-Si sur mince oxyde (isolant).
- Source & Drain — régions fortement dopées (n+ pour nMOS).
- Corps/Substrat — faiblement dopé type opposé.
- Aucun courant ne circule dans grille (contrôle capacitif).
Boîtier
Puce → liaisons fil → cadre de broches → moulage époxy (TO-92, SOT-23, DPAK, BGA, etc.) ou puce nue pour intégration CI.
En résumé : cristaux semi-conducteurs dopés avec précision + interconnects métalliques créent le contrôle quantique des charges permettant amplification et commutation.