Was geschieht in einem halbleiter den man an eine elektrische spannung anlegt?

Gefragt von: Frau Prof. Dr. Margot Betz  |  Letzte Aktualisierung: 7. März 2022
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In reinen Halbleitern sind bei sehr niedrigen Temperaturen praktisch alle Elektronen gebunden. Beim Anlegen einer Spannung fließt kein Strom. ... Insgesamt bewegen sich die Elektronen in der einen und damit die Löcher in der anderen Richtung. Es fließt somit ein Strom, der allerdings in der Regel sehr klein ist.

Wie funktioniert der Leitungsvorgang in einem Halbleiter?

In Halbleitern erfolgt ein Leitungsvorgang, weil durch Dotieren frei bewegliche (wanderungsfähige) Elektronen und Löcher vorhanden sind. ... die gerichtete Bewegung der Elektronen bzw. der Löcher durch die Atome behindert wird, elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt wird.

Was sind Halbleiter Beispiele?

Als Beispiel für einen Halbleiter sei der Stoff Silizium angeführt. Silizium besitzt vier Außen- beziehungsweise Valenzelektronen. ... Neben Silizium gibt es weitere Halbleitermaterialien wie Germanium und Galliumarsenid.

Für was braucht man einen Halbleiter?

Halbleiter sind der Hauptbestandteil von Mikrochips, die zum Beispiel in Steuergeräten Antrieb und Fahr- oder Bremsverhalten regeln. Sie steuern aber auch Airbags und Assistenzsysteme. "Halbleiter sind Festkörper, deren spezifischer elektrischer Widerstand stark temperaturabhängig ist.

Welche Stoffe gehören zu den Halbleitern?

Elementare Halbleiter
  • Silizium (Si)
  • Germanium (Ge)
  • Bor (B)
  • Selen (Se)
  • Tellur (Te)

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Welche Elemente kann man dotieren?

Zwei der wichtigsten Stoffe mit denen Silicium dotiert werden kann sind Bor (3 Valenzelektronen = 3-wertig) und Phosphor (5 Valenzelektronen = 5-wertig). Weitere sind: Aluminium, Indium (3-wertig) und Arsen, Antimon (5-wertig).

Welche Arten von Dotierung gibt es?

Soll die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern geändert werden, dann wird zwischen p- und n-Dotierung unterschieden. Bei der p-Dotierung werden Fremdatome implantiert, die als Elektronen-Akzeptoren dienen. Bei der n-Dotierung werden hingegen Elektronen-Donatoren implantiert.

Wo sind Halbleiter eingebaut?

Eingesetzt werden organische Halbleiter in Leuchtdioden (OLEDs), Solarzellen (OPVs) und Feldeffekttransistoren. Mehrere halbleitende Moleküle oder Atome bilden im Verbund einen Kristall oder erzeugen einen ungeordneten (amorphen) Festkörper.

Warum ist Silizium ein guter Halbleiter?

In reinen Halbleiter-Materialien sind – im Gegensatz zu elektrischen Leitern – im Grundzustand (fast) keine freien Ladungsträger verfügbar. Beispielsweise bilden im wohl typischsten Halbleiter-Element Silizium (und auch in Germanium) alle vier Valenzelektronen kovalente Bindungen mit den vier benachbarten Atomen aus.

Was machen Halbleiter im Auto?

Was Halbleiter für Neuwagen so wichtig macht

Halbleiter sind der Hauptbestandteil von Chips, die im Auto verbaut sind und zum Beispiel in Steuergeräten Antrieb und Fahr- oder Bremsverhalten regeln. Sie steuern aber auch Airbags und Assistenzsysteme.

Was ist ein Halbleiter leicht erklärt?

Unter einem Halbleiter versteht man einen Festkörper, den man hinsichtlich seiner elektrischen Leitfähigkeit sowohl als Leiter als auch als Nichtleiter betrachten kann. Die Leitfähigkeit ist stark temperaturabhängig. In der Nähe des absoluten Temperaturnullpunktes sind Halbleiter Isolatoren.

Was macht ein Halbleiter?

Unter Halbleitern versteht man Werkstoffe, die temperaturabhängig Strom leiten. Halbleiterwerkstoffe, wie z.B. Germanium und Silizium, werden erst bei Temperaturerhöhung leitfähig. Bei Halbleitern sind die Elektronen bei Raumtemperatur an die Atome gebunden und können somit nicht zum Ladungstransport beitragen.

Was geschieht in einem Halbleiter wenn man ihn erwärmt?

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.

Wie funktioniert die Löcherleitung?

Bei einem Halbleiter spricht man von Löcherleitung, wenn die elektrische Leitung vorwiegend im Valenzband stattfindet. Im Valenzband sind die meisten Elektronenzustände besetzt und es bietet sich an, anstelle der Elektronen die nicht besetzten Zustände, die Löcher oder Defektelektronen zu beobachten.

Ist Silizium ein guter Leiter?

Eigenschaften von Silicium

Silicium ist ein klassischer Halbleiter, seine Leitfähigkeit liegt also zwischen der von Leitern und Nichtleitern.

Warum leiten Metalle besser als Halbleiter?

Die Leitfähigkeit von Metallen beruht auf den freien Elektronen die bei der Metallbindung als Elektronengas vorliegen. Bereits mit wenig Energie werden genug Elektronen von den Atomen gelöst um eine Leitfähigkeit zu erreichen.

Warum sind Moleküle Isolatoren?

Deshalb werden in technischen Anwendungen Stoffe eingesetzt, bei denen nur sehr wenige frei bewegliche Elektronen pro Volumeneinheit vorhanden sind. Diese Stoffe werden trotz ihrer Restleitfähigkeit als Isolatoren bezeichnet. Es gibt gasförmige, flüssige und feste Isolatoren.

Wann gibt es wieder Halbleiter?

Wann stehen wieder genug Halbleiter zur Verfügung? Es sieht nicht so aus, als ob der Mangel an Mikrochips in nächster Zeit enden wird, und mit ziemlicher Sicherheit wird der Mangel noch über das Jahr 2021 hinaus bestehen.

Wo kommt Silizium vor?

Silizium gibt es praktisch wie Sand am Meer. Nach Sauerstoff ist es das zweithäufigste Element auf der Erde. Allerdings kommt Silizium überwiegend gebunden vor. Als Siliziumdioxid findet man es vor allem in Sand, Gesteinen und Quarz.

Was sind Halbleiter Geräte?

Halbleiter sind Stoffe, die bezüglich ihrer elektrischen Leitfähigkeit zwischen der von Isolatoren und der von Leitern liegen. Ihre breite technische Nutzung begann nach der Entdeckung des Transistoreffekts (1948). Ohne die Halbleiterelektronik sind moderne technische Geräte nicht denkbar.

Was versteht man unter N und P Dotierung?

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 heisst Dotierung?

Dotierung oder Dotation (aus lateinisch dotare „ausstatten“) steht für: Dotierung – in der Halbleitertechnik das gezielte Einbringen von Störstellen. Dotation – in der Wirtschaft die Ausstattung mit Gütern oder Geld. eine mit einer Auszeichnung verbundene finanzielle oder Sachzuwendung, siehe Auszeichnung (Ehrung)

Was ist ein undotierter Halbleiter?

Ein undotierter Halbleiter hat ein Gleichgewicht zwischen negativen (Elektronen) und positiven (sogenannten Löchern) Ladungsträgern.

Welche Elemente eignen sich zum Dotieren von Silizium und Germanium?

Für die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit bei gängigen Halbleiterbauelemente aus Silicium oder Germanium (der vierten Hauptgruppe) kommen für p-Gebiete die Elemente aus der dritten Hauptgruppe wie beispielsweise: Bor, Indium, Aluminium oder Gallium und für n-Gebiete die Elemente aus der fünften Hauptgruppe wie ...

Was sind majoritätsträger?

Die n-Leitung ist eine Form der Störstellenleitung, die auf der gerichteten Bewegung freier Elektronen beruht. ... Diese Elektronen bilden die so genannten Majoritätsträger , die gegenüber den bei Eigenleitung vorhandenen Minoritätsträgern in deutlicher Überzahl vorhanden sind.