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Hallo,

ich hoffe es ist in Ordnung, dass ich hier einen neuen Beitrag eröffne zu dem Thema, obwohl ich vor ein paar Tagen über sowas geredet habe, aber ich will einfach von Vorne anfangen. Ich habe jetzt viel über das gelesen und Videos geschaut und will hier jetzt mein Wissen "preisgeben"^^.

Also ein Siliziumatom hat jeweils 4 Außenelektronen. Ein
Siliziumkristall besteht natürlich aus mehreren Siliziumatomen, die über
die Außenelektronen verbunden sind, also so ein Atom hat 4 Andockstellen
für andere Atome.

Grundsätzlich, können Elektronen durch Energieaufwand(Wärme) aus den
Orbitalen(Verbindung zwischen 2 Atome über jeweils ein Außenelektron)
gerissen werden und diese sind dann sozusagen "freie Elektronen", jedoch
entsteht eine Fehlstelle bzw. Loch, wo das Elektron rausgerissen wurde.
Also Elektronen springen vom Valenzband ins Leitungsband durch
Energieaufwand.

Legt man nun Spannung an so einem Si-Kristall, dann sind die
Elektronen(also alle Elektronen, also auch die Elektronen im
"Valenzband" ) ja bestrebt zum Pluspol zu wandern. Also die Elektronen im
Leitungsband(freie Elektronen, die ein Loch im Valenzband hinterlassen
haben) fließen mit den Elektronen, die natürlich von der Batterie(oder
Spannungsquelle) am Minuspol erzeugt werden, zum Pluspol.

Naja dadurch, dass auch die Elektronen im Valenzband bestrebt sind zum
Pluspol zu wandern, wandern diese im Prinzip in die Löcher, die im
Valenzband entstanden sind(also eig. im Siliziumgitter) und dadurch
"wandern" diese Löcher zum Minuspol.

---> Es gibt den Elektronenstrom zum Pluspol im Leitungsband und den
Löcherstrom im Valenzband zum Minuspol.

Also nochmal zusammengefasst: Durch einen Siliziumkristall kann nur
Spannung fließen, wenn durch Energieaufwand die Elektronen von den
Orbitalen herausgerissen werden und wenn man natürlich Spannung anlegt.


Wenn man nun einen Siliziumkristall n-dotiert, d.h. man baut Phosphor
oder Arsen, die übrigens 5 Außenelektronen haben(also 5 Andockstellen),
in das Si-Gitter ein und somit bleibt ja ein Außenelektron übrig und
dieses kann jetzt viel leichter(es reicht Zimmertemperatur aus) vom Atom
gelöst werden, als ein Elektron, das in so einem Orbital ist.
Also im Prinzip kommen sie leichter ins Leitungsband(da wo bei Anlegen
der Spannung, die Elektronen fließen, oder wie kann man das sonst
erklären?), da einfach weniger Energie dafür aufgewandt werden muss.

Wenn man nun einen Siliziumkristall p-dotiert, d.h. man baut Aluminium,
das Übrigens pro Atom 3 Außenelektronen hat(also 3 Andockstellen), dann
hat man ein Loch gleich von Anfang an, d.h. die 3 Elektronen docken an
den 3 Elektronen des Siliziumsatom an, aber das vierte Elektron vom
Siliziumatom bekommt jetzt kein Elektron vom Aluminium, sondern es ist
nur ein Loch da(also eine Fehlstelle).

---> Ein n_leiter hat von Haus aus mehr freie Elektronen und ein
p-Leiter hat von Haus aus mehr Löcher.

Ist das alles so richtig erklärt erstmal? Habe ich es richtig
verstanden?

Aber was macht nun einen p-Leiter und n-Leiter so besonders? Also schon klar der eine hat mehr Elektronen in der Nähe des Leitungsband(n-leiter) und der andere halt mehr Löcher im Valenzband.

Aber zu welcher Funktion genau führt das? Ja, dass die diode funktioniert, aber was bringt es jetzt mehr Elektronen und mehr Löcher einzubauen? Vielleihct kann mir wer das in kurzen Sätzen erklären bzw. mir einen Denkanstoss geben, sodass ich mit dem bisherigen Wissen "herausfinden" kann.

Danke im voraus!

mfg

Kaspersky

» aber was bringt es jetzt mehr Elektronen und mehr Löcher einzubauen?

Erhöhung der Leitfähigkeit. Null Löcher/Elektronen -> nada. Je mehr, desto...

» » aber was bringt es jetzt mehr Elektronen und mehr Löcher einzubauen?
»
» Erhöhung der Leitfähigkeit. Null Löcher/Elektronen -> nada. Je mehr,
» desto...

Ok, danke dir, aber der Rest den ich geschrieben habe war richtig und habe ich verstanden?


Kommen wir nun zum PN-Übergang:
Man fügt jetzt diesen n-Leiter und den p-Leiter mechanisch zusammen.

Elektronen in der N-Zone nahe der "Grenze" sehen Löcher in der P-Zone und rekombinieren mit diesen(also wandern in das Loch). --> In der P-Zone ist nun ein Elektron und in der N-Zone ein Loch.

Also: Das Elektron geht von der N-Zone im Leitungsband zu der P-Zone ins Valenzband.

Das wird auch Ladungsdiffusion genannt und es entsteht halt eine sog. Raumladungszone. Aber so ganz habe ich es noch nicht begriffen.

Stimmt das so?

In dieser RLZ sind ja jetzt Löcher in der n-Zone und Elektronen in der p-Zone. Sind die jetzt beweglich oder nicht?

Was geht da drinnen vorsich?

Kann dieser Vorgang von alleine Rückgängig gemacht werden, oder braucht man da jetzt Spannung?

Diode in Sperrrichtung mit Spannung:
Im Valenzband der p-Zone sind doch die Löcher und aus dem Minuspol kommen Elektronen und diese rekombinieren mit den Löchern, also wandern die Löcher von der p-Zone zum Minuspol.

Die Elektronen in der n-Zone im Leitungsband werden vom Pluspol angezogen. --> Die RLZ wird größer --> Es fließt kein Strom. Aber warum genau fließt kein Strom?

Diode in Durchlassrichtung mit Spannung:
Im Leitungsband der n-Zone sind diese freien Elektronen, dazu kommen noch Elektronen am Minuspol, diese werden in die Löcher gehen auf der n-Seite(also in der RLZ nahe der Grenze) und diese werden auch die Löcher auf der p-Seite besetzen.

Aber auch die Elektronen im Valenzband in der RLZ auf der p-Seite werden vom Pluspol angezogen und rekombinieren mit den Löchern im Valenzband der p-Seite.

----> Die Löcher wandern in Richtung Minuspol und die RLZ wird kleiner und es fließt strom.

Habe ich das so richtig gesagt, oder kann man das besser erklären? Wenn ja bitte macht es und fügt wichtiges hinzu^^.

Hmm, kann mir jemand weiterhelfen bitte? So viele Fragen sind es doch nicht. Der ganz Text, den ich da geschrieben habe, habe ich nur erklärt wie das funktioniert mit dem pn-Übergang etc.

Oder will keiner soviel lesen? Sind doch keine tausend Fragen^^.

Könnt mir bitte wer weiterhelfen?

» Hmm, kann mir jemand weiterhelfen bitte? So viele Fragen sind es doch
» nicht.

Du weißt schon das wir Ostern haben? Evtl. haben die Leute auch an diesem Fest etwas anderes zu tun als dir zu helfen.

» » Hmm, kann mir jemand weiterhelfen bitte? So viele Fragen sind es doch
» » nicht.
»
» Du weißt schon das wir Ostern haben? Evtl. haben die Leute auch an diesem
» Fest etwas anderes zu tun als dir zu helfen.

Ja, stimmt schon . Ich dachte nur, da in den anderen Thread hier mehr abgeht^^, aber da sind auch Antworten kurz, also wars mein Fehler.

Muss ich wohl abwarten .

» Hallo,
»
» ich hoffe es ist in Ordnung, dass ich hier einen neuen Beitrag eröffne zu
» dem Thema, obwohl ich vor ein paar Tagen über sowas geredet habe, aber ich
» will einfach von Vorne anfangen. Ich habe jetzt viel über das gelesen und
» Videos geschaut und will hier jetzt mein Wissen "preisgeben"^^.
»

...

» Ist das alles so richtig erklärt erstmal? Habe ich es richtig
» verstanden?

Vermutlich.

Nehmen wir an, das wäre die Antwort einer Klausur gewesen, dann hätte ich Dir volle Punktzahl gegeben.

--
Gruß von Patrick

https://www.elektronik-kompendium.de/

» Kommen wir nun zum PN-Übergang:
» Man fügt jetzt diesen n-Leiter und den p-Leiter mechanisch zusammen.
»
» Elektronen in der N-Zone nahe der "Grenze" sehen Löcher in der P-Zone und
» rekombinieren mit diesen(also wandern in das Loch). --> In der P-Zone ist
» nun ein Elektron und in der N-Zone ein Loch.
»
» Also: Das Elektron geht von der N-Zone im Leitungsband zu der P-Zone ins
» Valenzband.
»
» Das wird auch Ladungsdiffusion genannt und es entsteht halt eine sog.
» Raumladungszone. Aber so ganz habe ich es noch nicht begriffen.
»
» Stimmt das so?
»
» In dieser RLZ sind ja jetzt Löcher in der n-Zone und Elektronen in der
» p-Zone. Sind die jetzt beweglich oder nicht?

Elektronen ja, Löcher nein.


» Was geht da drinnen vorsich?

Du hast es doch schon beschrieben.


» Kann dieser Vorgang von alleine Rückgängig gemacht werden, oder braucht man
» da jetzt Spannung?

Diode in Durchlassrichtung.

» Diode in Sperrrichtung mit Spannung:
» Im Valenzband der p-Zone sind doch die Löcher und aus dem Minuspol kommen
» Elektronen und diese rekombinieren mit den Löchern, also wandern die Löcher
» von der p-Zone zum Minuspol.
»
» Die Elektronen in der n-Zone im Leitungsband werden vom Pluspol angezogen.
» --> Die RLZ wird größer --> Es fließt kein Strom. Aber warum genau fließt
» kein Strom?

Weil in der RLZ keine freien Ladungsträger mehr sind. Das wirkt wie ein Isolator.


» Diode in Durchlassrichtung mit Spannung:
» Im Leitungsband der n-Zone sind diese freien Elektronen, dazu kommen noch
» Elektronen am Minuspol, diese werden in die Löcher gehen auf der
» n-Seite(also in der RLZ nahe der Grenze) und diese werden auch die Löcher
» auf der p-Seite besetzen.
»
» Aber auch die Elektronen im Valenzband in der RLZ auf der p-Seite werden
» vom Pluspol angezogen und rekombinieren mit den Löchern im Valenzband der
» p-Seite.
»
» ----> Die Löcher wandern in Richtung Minuspol und die RLZ wird kleiner und
» es fließt strom.
»
» Habe ich das so richtig gesagt, oder kann man das besser erklären?

Man kann es immer besser erklären. Aber, das ist Geschmacksache.

--
Gruß von Patrick

https://www.elektronik-kompendium.de/

Danke dir!
»
» Elektronen ja, Löcher nein.

Was entsteht dann, wenn das Elektron ins Leitungsband kommt und rüber in die p-Zone geht und da mit einem Loch rekombiniert?

Was ist dann anstatt des Elektrons da? Entsteht da keine Fehlstelle? Wie sonst können dann Löcher "wandern"?

» Wie
» sonst können dann Löcher "wandern"?
Indirekt, indem Elektronen wandern.
Wenn ein Elektron von links nach rechts wandert, "wandert" das Loch von rechts nach links. (kannst du dir wie ein Eierkarton (9/10 belegt) vorstellen, indem du ein Ei immer eine Position weiter setzt.)

Danke dir, aber das ist mir klar, wie Löcher wandern, aber Patrick sagte in der RLZ gibt es keine Löcher.

Was entsteht dann, wenn das Elektron ins Leitungsband kommt und rüber in die p-Zone geht und da mit einem Loch rekombiniert?

Was ist dann anstatt des Elektrons da? Da muss doch ein Loch sein, denn das ist ja die Lochwanderung, oder nicht?

Ich verstehe nicht. Warum antwortet keiner? 3 Tage ist es her. Hatte keiner Zeit zwischendurch, oder einfach nur meine Antwort überlesen?

Bitte helft mir hier weiter .

» Was entsteht dann, wenn das Elektron ins Leitungsband kommt und rüber in
» die p-Zone geht und da mit einem Loch rekombiniert?
»
» Was ist dann anstatt des Elektrons da?

Stell 2 Packungen Eier aneinander.
Bissl komisch, aber Eier sind immer gut.
In der einen fehlen welche, in der anderen liegen
noch ein paar oben drauf.
Nun machst zwischen den Packungen
nen Ausgleich im Randbereich.
Wo sind nu die Löcher?

Gruß Steffen

» » Was entsteht dann, wenn das Elektron ins Leitungsband kommt und rüber in
» » die p-Zone geht und da mit einem Loch rekombiniert?
» »
» » Was ist dann anstatt des Elektrons da?
»
» Stell 2 Packungen Eier aneinander.
» Bissl komisch, aber Eier sind immer gut.
» In der einen fehlen welche, in der anderen liegen
» noch ein paar oben drauf.
» Nun machst zwischen den Packungen
» nen Ausgleich im Randbereich.
» Wo sind nu die Löcher?
»
» Gruß Steffen

Achsoo!!

Danke ich verstehs. Das 5te Elektron des Donatoratom hat ja keine feste Stelle, das ist einfach, also ein Überfluss.

Aber eins verstehe ich dann nicht:
Es gibt ja dann keiner Löcher in der n-Zone, oder??

Man sagt ja Elektronen gehen von der n-Zone in die p-Zone und Löcher von der p-Zone in die n-Zone.

Doch wo sind die Löcher in der n-Zone? nirgends! Warum sagt man dann das?

Es verschwinden doch nur Löcher in der p-Zone.

Kann mir wer weiterhelfen bitte?

Ok, ich versuche meine Frage nochmals zu erklären:

Wie können Löcher in der n-Zone sein?
Die freien Elektronen von der n-Zone vom Donatoratom rekombinieren mit
dem Löchern in der p-Zone --> Die Löcher in der p-Zone verschwinden

--> Es ensteht eine RLZ und in der n-Zone sind pos. geladene Atome und
in der p-Zone sind neg. geladene Atome.

Warum sagt man(ich zitiere): "Die Elektronen aus dem n-Halbleiter
fließen also in die p-Zone, die Löcher des p-Halbleiters in die n-Zone
und rekombinieren"

Was ist nun, enstehen nun mehr Löcher in der n-Halbhzone, oder nicht?
Ich bin verwirrt.

Bitte kann mir hier wer weiterhelfen. Diese Frage ist wirklich nocht
nicht in diesem Thread beantwortet worden.