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Board-AnsichtHalbleiter - Allgemein(diode) (Elektronik)
verfasst von Kaspersky
, 19.04.2014, 19:23 Uhr
(editiert von Kaspersky am 19.04.2014 um 19:24)
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
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