50ohm-contents-dl/contents/slides/halbleiter_2.md

Halbleiter

* Bestehen aus einer Gitterstruktur * 4 geteilte Elektronen auf der äußeren Schale * Sind eigentlich Isolatoren * Können durch Temperaturanstieg, Licht oder Dotierung zu Leitern werden [picture:854:a_silizium_halbleiter:Silizium Halbleiterkristall] Häufige Halbleitergrundstoffe: Silizium (Si), Germanium (Ge), Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP), Zinkoxid (ZnO) --- [question:AB104] --- ## Dotierung

• "Verunreinigung" der Halbleiter
• Stoffe mit 5 Elektronen auf der äußeren Schale → Elektronenüberschuss → n-Dotierung
• Stoffe mit 3 Elektronen auf der äußeren Schale → Elektronenmangel ("Loch") → p-Dotierung

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[picture:855:a_n_dotierung:n-Dotierung mit Phosphor] [picture:856:a_p_dotierung:p-Dotierung mit Bor] Löcher sind eigentlich nicht beweglich, aber durch den Elektronenfluss sieht es so aus, als ob sie sich bewegen würden --- [question:AB105] --- [question:AB106] --- [question:AB107] --- style="font-size: 0.7em;" ## Kombination [picture:857:a_pn_uebergang:PN-Übergang] * n-dotierter Halbleiter an p-dotieren Halbleiter * Elektronen aus dem n-dotieren Gebiet wandern in das p-dotierte Gebiet → *Diffusion* * Es entsteht eine *Verarmungszone* oder *Sperrschicht* * Über der *Sperrschicht* liegt ein elektrisches Feld * Austausch stoppt, sobald das elektrische Feld für die Elektronen zu stark ist

--- style="font-size: smaller;" [question:AB108] --- style="font-size: 0.7em;"

pn-Diode in Durchlassrichtung

[picture:956:a_pn_uebergang_mit_spannung:PN-Übergang mit externer Spannung] * Anlegen einer Spannung am p-Gebiet (*Anode*) * Spannung muss positiver als am n-Gebiet (*Kathode*) sein * Spannung zieht Elektronen über die Sperrschicht hinweg * Sperrschicht wird abgebaut und ein Strom fließt in *Durchlassrichtung* --- [question:AC402] --- ### pn-Diode im Sperrbetrieb [picture:957:a_pn_uebergang_mit_spannung:PN-Übergang mit externer Spannung] * Positive Spannung an der Kathode * Sperrschicht vergrößert sich * Stromfluß stoppt und die Diode sperrt --- [question:AB109]