Was ist eine raumladungszone?

Gefragt von: Herr Vincenzo Hempel B.Eng.  |  Letzte Aktualisierung: 14. Februar 2021
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Eine Raumladungszone, auch Verarmungszone oder Sperrschicht genannt, ist im Übergang zwischen unterschiedlich dotierten Halbleitern ein Bereich, in dem sich Raumladungen mit Überschuss und Mangel an Ladungsträgern gegenüberstehen, so dass diese Zone im Gleichgewichtsfall nach außen ladungsneutral erscheint.

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.

Wie entsteht eine Sperrschicht?

Wie entsteht die Sperrschicht bei einem PN-Übergang? Diese Sperrschicht entsteht infolge der Wärmebewegung der Moleküle durch Diffusion: In die Grenzschicht füllen die die freien Elektronen des N-Leiters die Löcher des P-Leiters. Chemisch (Valenz-Elektronen) ausgeglichen aber elektrische Ladungsverschiebung.

Was versteht man unter einem pn Übergang?

Ein p-n-Übergang bezeichnet einen Materialübergang in Halbleiterkristallen zwischen Bereichen mit entgegengesetzter Dotierung. Bereiche, in denen die Dotierung von negativ (n) zu positiv (p) wechselt, kommen in vielen elektrischen Bauelementen der Halbleitertechnik vor.

Wie entsteht eine Raumladungszone?

Die RLZ entsteht durch Diffusion der negativen/positiven Ladungsträger in das P-Gebiet(P-dotiert)/N-Gebiet(N-dotiert). Zwischen den Raumladungen entsteht im Inneren des Kristalls ein elektrisches Feld, das so gerichtet ist, dass es der weiteren Diffusion von beweglichen Ladungsträgern entgegen wirkt.

Raumladungszone

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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.

Wie muss man einen pn Übergang Polen damit ein Durchlassstrom fließt?

Durchlass- und Sperrrichtung

Ob eine Diode den Strom nahezu ungehindert passieren lässt oder ihn fast vollständig unterbindet hängt von der Polung der anliegenden Spannungsquelle ab. Legt man den Pluspol der Spannungsquelle an die p-Schicht, so leitet die p-n-Schicht: Polung in Durchlassrichtung.

Warum wird die Grenzschicht ohne angelegte Spannung nicht breiter?

Entsprechend erhält der P-Leiter in der Grenzschicht eine Negative Ladung. Diese Ladungen innerhalb der Grenzschicht bewirken eine Spannung am PN-Übergang. Sie wird nach ihrer Ursache Diffusionsspannung genannt. ... Wird von außen keine Spannung angelegt, so stellt sich die Breite der Sperrschicht von selbst ein.

Wie funktioniert eine halbleiterdiode?

Wirkungsweise einer Halbleiterdiode

Die freien Elektronen bewegen sich zunächst ungeordnet in der Diode und durchdringen dabei auch den pn-Übergang. Dabei gelangen einzelne Elektronen in den p-Leiter und besetzen dort Löcher. Umgekehrt gelangen Defektelektronen (Löcher) in das n-leitende Gebiet.

Wie entsteht eine Diode?

Durch Zusammenfügen eines p-leitenden und eines n-leitenden Materials entsteht ein Bauelement das als Halbleiterdiode, kurz Diode, bezeichnet wird.

Wo können Dioden eingesetzt werden?

Dioden werden unter anderem zur Gleichrichtung, der Umwandlung von Wechselspannung zu Gleichspannung, eingesetzt. Daneben zeigt der Halbleiterübergang weitere nutzbare Eigenschaften, die z. B. in Zener-, Photo-, Leuchtdioden und Halbleiterdetektoren ausgenutzt werden.

Wie funktioniert eine Laser Diode?

Eine Laserdiode ist ein mit der Leuchtdiode (LED) verwandtes Halbleiter-Bauteil, welches jedoch Laserstrahlung erzeugt. Dazu wird ein p-n-Übergang mit starker Dotierung bei hohen Stromdichten betrieben. Die Wahl des Halbleitermaterials bestimmt dabei die Wellenlänge, die der Halbleiterlaser emittiert.

Wie funktioniert eine Photodiode?

Bei Photodioden handelt es sich um Diode, welche an einem p-n-Übergang einfallendes Licht (Photonen) in elektrischen Strom umwandeln. Dieses geschieht aufgrund des Photoeffekts, welcher im Inneren der Diode abläuft. ... Die einfallenden Photonen bewirken in der Raumladungszone eines p-n-Übergangs ein Elektron-Loch-Paar.

Wie funktioniert eine Schottky Diode?

Obwohl immer noch ein kleiner Strom (Sperrstrom) fließt, kappt die Diode den Stromfluss. Polt man eine Schottky Diode in Durchlassrichtung mit der Metallseite an den Pluspol der Spannungsquelle, fließen Elektronen von der Halbleiter- in die Metallschicht. Die Raumladungszone wird freigeräumt.

Warum Diode in Sperrrichtung?

Grundschaltung der Diode in Sperrrichtung

Dabei wird die Kathode an der positiven Spannung angeschlossen und die Anode an der negativen Spannung. Der Diodenstrom fliesst entgegen dem Pfeil des Diodensymbols. Die Diode sperrt und es fliesst kein Strom. ... Über dem Widerstand fällt so gut wie keine Spannung ab.

Was gibt die Durchbruchspannung an?

Durchbruchspannung bezeichnet eine elektrische Spannung mit folgenden Bedeutungen: Allgemein die Überschreitung der dielektrischen Durchbruchspannung; im Speziellen bei Gasentladungsröhren die Spannung, bei der das neutrale Gas schlagartig leitend wird; siehe Durchschlagsfestigkeit.

Wie wird eine Diode in Durchlassrichtung geschaltet?

Soll eine Diode in Durchlassrichtung geschaltet werden, dann muss die Anode am positiven Potential und die Kathode am negativen Potential angeschlossen werden.

Was versteht man unter einer Dotierung?

Bei der p-Dotierung werden Fremdatome implantiert, die als Elektronen-Akzeptoren dienen. Bei der n-Dotierung werden hingegen Elektronen-Donatoren implantiert. ... Eine andere in der Mikroelektronik häufig genutzte Anwendung ist das Dotieren von Siliciumdioxid mit Bor oder Phosphor.

Was gibt es für Dioden?

Diodentypen
  • Gleichrichterdiode. Gleichrichterdioden sind die "normale" Form der Dioden. ...
  • Schottky Diode. ...
  • Lawinen-Gleichrichterdiode. ...
  • Selengleichrichter. ...
  • Zenerdiode. ...
  • Suppressordiode. ...
  • Lumineszenzdiode. ...
  • Photodiode.

In welche Richtung wandern die Ladungsträger beim Stromfluss durch einen Halbleiter?

In reinen Halbleitern sind bei sehr niedrigen Temperaturen praktisch alle Elektronen gebunden. Beim Anlegen einer Spannung fließt kein Strom. ... Es sind aber immer freie Elektronen und Defektelektronen vorhanden. Bei Anlegen eines elektrischen Feldes bewegen sich die Elektronen in einer Vorzugsrichtung.