Warum ist ein siliziumkristall unterhalb der raumtemperatur ein isolator?
Gefragt von: Henrik Lang-Ott | Letzte Aktualisierung: 5. August 2021sternezahl: 4.6/5 (31 sternebewertungen)
Bei tiefen Temperaturen stellt der Halbleiterkristall einen Isolator dar, d.h. er besitzt keine beweglichen Ladungsträger. Durch Energiezufuhr, also z.B. durch Erwärmung, kann man Elektronen (blaue Punkte in nebenstehender Animation) aus ihren Paarbindungen "freischütteln".
Was versteht man unter der Eigenleitung der Halbleiterwerkstoffe?
b) Unter der Rekombination im Halbleiterkristall versteht man das Auffüllen der Löcher mit Elektronen. Die durch die Elektronen-Löcher-Paare bedingte Leitfähigkeit eines Halbleiterkristalls wird als Eigenleitung bezeichnet. Damit bringt man zum Ausdruck, dass die Ladungsträger aus dem Halbleiter selbst stammen.
Wie ändert sich der Widerstand eines Halbleiters bei steigender Temperatur?
Der Sperrstrom wächst annähernd exponentiell mit steigender Temperatur. Bei steigender Temperatur nimmt der Durchlasswiderstand (F = Forward) eines Halbleiters ab. Die Schwellspannung (Diffusionsspannung) wird dadurch etwas herabgesetzt.
Ist ein dotierter Halbleiter nach außen elektrisch neutral?
Natürlich kommt zur n-Leitung stets die Eigenleitung des Grundmaterials hinzu. Die durch Dotieren n-leitend gemachten Halbleiter sind nach außen elektrisch neutral, da man ja elektrisch neutrale Atome in das Halbleitermaterial eingebracht hat.
Was ist eine Halbleiterschicht?
Zusammenfassung. Halbleiter sind eine Klasse von Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen denen von Metallen und Isolatoren liegt. Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern ist abhängig von der Temperatur.
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Wie funktioniert eine Halbleiter?
Halbleiter nehmen eine Zwischenstellung zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren ein. Ihre Leitfähigkeit steigt mit zunehmender Temperatur an, ganz im Gegensatz zum Verhalten metallischer Leiter. Wird die Temperatur erhöht, treten zwei gegengerichtete Effekte auf. ...
Was versteht man unter einer Dotierung?
Bei der n-Dotierung (n für die freibewegliche negative Ladung, die dadurch eingebracht wird) werden fünfwertige Elemente, die sogenannten Donatoren, in das Siliciumgitter eingebracht und ersetzen dafür vierwertige Silicium-Atome.
Wie entstehen p und n Leiter?
Man unterscheidet zwischen n-dotierten und p-dotierten Halbleitern (kurz n- bzw. p-Halbleiter). Bei n-Halbleitern entstehen frei bewegliche Elektronen auf einem Untergrund positiver, ortsfester Atomrümpfe. Bei p-Halbleitern entstehen frei bewegliche "Löcher" auf einem Untergrund negativer, ortsfester Atomrümpfe.
Was versteht man unter einen n Leiter?
Der Neutralleiter wird auch Nullleiter genannt und in Europa mit dem Buchstaben N abgekürzt. Er ist ein Leiter, der mit einem Neutralpunkt elektrisch verbunden ist, und kann zur Verteilung elektrischer Energie beitragen.
Was erreicht man durch Dotierung?
Als Dotieren bezeichnet man den Einbau von Fremdatomen in den atomaren Gitterverbund von Halbleitern. Dadurch kann man gezielt die elektrische Leitung in Halbleitern, die sowohl auf der Elektronen- als auch auf der Löcherleitung beruht, beeinflussen.
Wie ändert sich das Leitvermögen eines Halbleiters beim Erwärmen oder Abkühlen?
Halbleiterwerkstoffe haben eine Eigenleitfähigkeit, die durch Erwärmung und Lichteinstrahlung erhöht wird. Energie in Form von Wärme und Licht vergrößert die Leitfähigkeit. Es werden die Elektronen aus ihren Bindungen herausgerissen. Der Stromfluss wird größer.
Wie verändert sich der elektrische Widerstand eines Metalls bei steigender Temperatur?
Temperaturabhängigkeit. Bei steigender Temperatur schwingen die Gitterbausteine des Metalls stärker und behindern die Elektronen beim Fließen. Dadurch steigt der Widerstand.
Wie verändert sich der elektrische Widerstand eines Metalls bei sinkender bzw bei steigender Temperatur?
Je größer der Widerstandswert desto größer die Widerstandsänderung. Je größer die Temperaturänderung desto größer die Widerstandsänderung. Je größer der Temperaturbeiwert desto größer die Widerstandsänderung.
Was versteht man unter Eigenleitung in Silizium?
Bei tiefen Temperaturen sind Halbleiter Isolatoren. Bei Energiezufuhr z.B. durch Erwärmung werden Elektronen aus ihren Paarbindungen gelöst - es entstehen Leitungselektronen und Löcher. Legt man eine äußere Spannung an, kommt es zur sogn Eigenleitung.
Was ist der Unterschied zwischen Eigenleitung und Störstellenleitung?
Höhere Leitfähigkeit bei Störstellenleitung als bei Eigenleitung. Man gewinnt Temperatur unabhängige Halbleiterstoffe mit einer höheren Leitfähigkeit, indem man zur Schmelze eines reinen Halbleiterwerkstoffs einen geringen Anteil Fremdstoffe dazumengt. Dieser Vorgang wird auch als Dotieren (ausstatten) bezeichnet.
Wie funktioniert die Eigenleitung?
Die Eigenleitung setzt sich aus zwei Anteilen zusammen - der Leitung durch freie Elektronen und der Leitung durch Defektelektronen (Löcher). In Halbleitermaterialien, die völlig von Verunreinigungen frei sind, basiert der elektrische Leitungsvorgang ausschließlich auf der Eigenleitung.
Was versteht man unter einer N bzw einer P leitenden Schicht?
Fügt man p-leitendes Material und n-leitendes Material zusammen, so entsteht ein Grenzbereich zwischen den Materialien, der pn-Übergang genannt wird. Dieser Bereich wird auch als Grenzschicht bezeichnet.
Wie entsteht eine Raumladungszone?
Eine Raumladungszone ist in Halbleitern ein Bereich, in dem entweder ein Überschuss oder ein Mangel an Ladungsträgern vorherrscht, so dass diese Zone nicht mehr ladungsneutral ist. Die RLZ entsteht durch Diffusion der negativen/positiven Ladungsträger in das P-Gebiet(P-dotiert)/N-Gebiet(N-dotiert). ...
Was ist die Sperrschicht?
Sperrschicht, im Sperrfall (Sperrichtung) der p-n-Diode die verbreiterte Raumladungszone am Übergang. Sie drängt die Ladungsträger aus sich heraus und verhindert somit den Stromfluß bis auf den geringen Sperrstrom durch die Diode.