Page 53 - Antrieb

15 Halbleiter

15.1 Halbleiterwerkstoffe

Bestehen hauptsächlich aus Silizium
Weitere Halbleiterwerkstoffe: Germanium, Selen, Galliumarsenit, Indiumphospid,
Indiumantimonid diese haben eine Kristallstruktur.

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Reinheitsgrad sehr hoch (10 :1)Aufbau eines Halbleiters z.B. Silizium Siliziumatom besitzt 4
Außenelektronen (Valenzelektronen) mit denen es Verbindungen mit anderen Atomen eingeht.

15.2 Eigenleitfähigkeit

Hochreines Si ist nicht Leitfähig, weil: keine freien Elektronen! Man kann die Leitfähigkeit durch
erwärmen oder gezielte Verunreinigung ( Störstellenleitfähigkeit) herstellen.

15.3 Störstellenleitfähigkeit

Durch Fremdatome (Verunreinigung) wird die Leitfähigkeit gezielt bestimmt (Dotierung).
Durch 5-wertige Atome bleiben Elektronen frei =negative Ladung = n-Leitung
Durch 3-wertige Atome bleiben Bindungen offen so entsteht ein Loch = positive Ladung = p-
Leitung. Somit kann man zwei Schichten herstellen. Diese nennet man pn-Übergang.

15.4 Der pn-Übergang

Durch Rekombination der Ladungsträger entsteht eine ladungsträgerfreie Schicht (Sperrschicht)
Breite der Sperrschicht hängt von der Angelegten Spannung ab

N- Leitung P-Leitung

15.5 Diodenwirkung

Dioden bestehen aus einem pn-Übergang. Die Sperrrichtung entsteht, wenn + an n und – an p
angelegt wird. Es entsteht somit ein hoher Widerstand – Ladungsarme Zone. Dreht man die
Polung der Spannung um, entsteht die Durchlassrichtung, wenn + an p und – an n = geringer
Widerstand. Man kann sich diese Wirkung als Richtungsabhängiger Schalter bezeichnen –
Ventilwirkung.

Kennlinie

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