Welche auswirkung hat das dotieren auf die leitfähigkeit eines halbleiterkristalls?
Gefragt von: Matthias Block-Roth | Letzte Aktualisierung: 4. März 2022sternezahl: 4.6/5 (75 sternebewertungen)
Durch Dotieren lässt sich die Leitfähigkeit des Halbleitermaterials einerseits gezielt beeinflussen und andererseits in weiten Grenzen variieren. Damit ist es möglich, genau solche Halbleitermaterialien herzustellen, die man für einen bestimmten Zweck benötigt.
Was passiert bei der Dotierung von Halbleitern?
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.
Welche Auswirkung auf die elektrische Leitfähigkeit hat das N Dotieren?
n-Dotierung
Dieses ungebundene Elektron benötigt sehr viel weniger Energie um vom Valenzband in das Leitungsband gehoben zu werden, als die Elektronen, die die Eigenleitfähigkeit des Siliciums verursachen. Das Dotierelement, welches ein Elektron abgibt, wird als Elektronendonator (donare, lat. = geben) bezeichnet.
Warum nimmt der Widerstand von Halbleitern mit steigender Temperatur ab?
Die Ladungsträgerbeweglichkeit in einem Halbleitermaterial wird durch die Temperatur beeinflusst. Bei einer höheren Temperatur stoßen die Ladungsträger öfter zusammen und werden somit unbeweglicher. ... Bei steigender Temperatur nimmt der Durchlasswiderstand (F = Forward) eines Halbleiters ab.
Warum ist ein dotierter Halbleiter nach außen elektrisch neutral?
Die durch Dotieren n-leitend gemachten Halbleiter sind nach außen elektrisch neutral, da man ja elektrisch neutrale Atome in das Halbleitermaterial eingebracht hat. Die n-Leitung wird eingesetzt, wenn eine hohe Beweglichkeit der Ladungsträger erforderlich ist.
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Was unterscheidet die P Dotierung und die N-Dotierung?
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.
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.
Wie hängt der Widerstand mit der Temperatur zusammen?
Bei den meisten Leitern ändert sich der Widerstandswert pro °C (oder Kelvin) um 0,4%. Bei den meisten Leitern ändert sich der Widerstandswert pro °C (oder Kelvin) um 0,4%. Das heißt, ein Widerstand von R=1kΩ bei 20°C hat bei 21°C schon einen Wert von 1004Ω.
Warum erhöht sich die Leitfähigkeit eines reinen Halbleiters wenn man die Temperatur erhöht?
Bei höheren Temperaturen erfolgt zunächst eine vereinzelte, bei weiterer Temperatursteigerung eine immer intensivere Ionisation einzelner Gitteratome. Diese Tatsache nutzt man bei einem so genannten Heißleiter aus, der nur bei merklicher Erwärmung Strom leitet.
Wie verhält sich ein Halbleiter bei Erhöhung der Temperatur?
Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern steigt aber steil mit der Temperatur an, so dass sie bei Raumtemperatur, je nach materialspezifischem Abstand von Leitungs- und Valenzband, mehr oder weniger leitend sind.
Wie kann die Leitfähigkeit eines Halbleiters Werkstoffes extrem erhöht werden?
Führt man Energie in Form von Wärme, Licht, Spannung, oder magnetischer Energie hinzu, so ändert sich die Leitfähigkeit. Die Empfindlichkeit der Halbleiter auf Druck, Temperatur und Licht macht sie zu geeigneten Sensoren.
Welche Elemente eignen sich zum Dotieren von Silizium oder 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 ist ein undotierter Halbleiter?
Ein undotierter Halbleiter hat ein Gleichgewicht zwischen negativen (Elektronen) und positiven (sogenannten Löchern) Ladungsträgern.
Welche Vorteile hat das Dotieren von Halbleitern?
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. ... Damit sind fast alle Elektronen im Gitter fest gebunden.
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 ist eine Dotierung Wirtschaft?
Dotierung oder Dotation (aus lateinisch dotare „ausstatten“) steht für: ... Dotation – in der Wirtschaft die Ausstattung mit Gütern oder Geld. eine mit einer Auszeichnung verbundene finanzielle oder Sachzuwendung, siehe Auszeichnung (Ehrung)
Wie fließt Strom in einem Halbleiter?
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.
Was passiert wenn man einen Halbleiter erwärmt?
Wird ein Leiter erwärmt, so steigt sein elektrischer Widerstand minimal. ... Der Widerstand bleibt bei erwärmten Isolatoren unverändert. Wird ein Halbleiter erwärmt, so sinkt sein Widerstand allerdings sehr stark.
Was beeinflusst die elektrische Leitfähigkeit?
Die elektrische Leitfähigkeit ist abhängig von der Temperatur. Der Verlauf dieser Temperaturabhängigkeit ist abhängig vom Aufbau und von der Art des Materials bzw. von den dominierenden Mechanismen für den Transport von elektrischen Ladungen.
Wie hängt die Stärke des elektrischen Widerstandes mit der Temperatur des Materials zusammen?
Temperaturabhängigkeit. Bei steigender Temperatur schwingen die Gitterbausteine des Metalls stärker und behindern die Elektronen beim Fließen. Dadurch steigt der Widerstand.
Wie verhält sich der Widerstand in Metallen bei Temperaturänderungen?
Die Erfahrung zeigt, dass der Widerstand metallischer Leiter temperaturabhängig ist. Bis auf wenige Ausnahmen vergrößert sich der Widerstandswert, wenn der Leiter erwärmt wird. Die Widerstandsänderung eines Werkstoffes ist im Regelfall auf die Temperatur von 20°C bezogen.
Wie verändert sich der elektrische Widerstand mit sinkender Temperatur?
Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern steigt dann expo- nentiell mit der Temperatur an, der Widerstand nimmt exponentiell ab - sie haben einen negativen Temperaturkoeffizienten (NTC - negative temperature coefficient), man nennt sie auch Heiÿleiter.
Kann auf dem Nullleiter Strom sein?
Beim Wechselstrom aus der Steckdose spricht man von der Phase und dem Neutralleiter. Am Neutralleiter liegt kein Strom, aber auf der Phase. ... Das an ihm kein Strom liegt, ist nur zum Teil richtig. Zum Teil deshalb, weil vom Generator aus gesehen, beginnt hier ein Potential zur Erde.
Wie erkenne ich L und N?
Das braune oder schwarze Kabel ist die Phase (L) und der leitet den Strom zur Lampe. Der Nulleiter (N), entweder grau oder blau, leitet den Strom von der Lampe weg.
Was ist der Unterschied zwischen Nullleiter und Erdung?
unterschied zwischen Erde Schutzleiter, Nullleiter Kabel wissen? Grob gesagt, führt der Erdleiter nur im Fall eines Fehlers Strom, während der Nullleiter der normale Rückweg für angeschlossene Verbraucher ist.