Wie entsteht aus dotiertem halbleitermaterial eine diode?
Gefragt von: Enno Heuer | Letzte Aktualisierung: 4. Dezember 2021sternezahl: 4.4/5 (64 sternebewertungen)
Bringt man eine Schicht eines p-dotierten Halbleiters mit einer Schicht eines n-dotierten Halbleiters zusammen, so erhält man eine sog. Halbleiterdiode. ... In eine Richtung, lässt die Halbleiterdiode Strom fast ungehindert passieren, in die andere Richtung verhindert sie den Stromfluss fast vollständig.
Wie entsteht eine Halbleiterdiode?
Durch Zusammenfügen eines p-leitenden und eines n-leitenden Materials entsteht ein Bauelement das als Halbleiterdiode, kurz Diode, bezeichnet wird.
Was passiert am 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.
Was passiert im Inneren einer Diode?
Eine Diode ist ein elektronisches Bauelement, das Strom in einer Richtung passieren lässt und in der anderen Richtung den Stromfluss sperrt. Daher wird von Durchlassrichtung und Sperrrichtung gesprochen.
Wie ist eine Diode aufgebaut und wie funktioniert sie?
Eine Halbleiterdiode, kurz auch Diode genannt, ist ein elektronisches Bauelement, das aus zwei unterschiedlich dotierten Schichten desselben Grundmaterials aufgebaut ist. Sie besteht aus einem n-Halbleiter und einem p-Halbleiter sowie dem Bereich zwischen beiden Schichten, dem pn-Übergang.
Diode - Wie funktioniert die?
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Was machen Diode?
Die Diode hat eine wichtige Aufgabe: Sie lässt elektrischen Strom nur in eine Richtung fließen. Du findest für diese Richtung die Bezeichnung Durchlassrichtung. Die umgekehrte Richtung wird dann anschaulich als Sperrrichtung bezeichnet. Die Diode „sperrt“ also den Durchgang von elektrischen Strom in der Sperrrichtung.
Wie fließt der Strom in einer Diode?
Dort, wo der Anschlußdraht mit dem p-dotierten Material verbunden ist, fließt ein Elektron in Richtung der positiven Spannungsquelle und hinterläßt im Halbleitermaterial daher ein Loch, wenn ein Loch in der Nähe der Sperrschicht verschwindet. Somit fließen Elektronen in das n-dotierte Material hinein.
Wie verhält sich der Sperrbereich einer Diode?
Da Dioden nicht alle gleich sind, hat jede Diode eine andere Kennlinie. ... Der Durchlassbereich, in dem die Kennlinien der Diode in Durchlassrichtung betrieben wird, liegt rechts oben. Der Sperrbereich, in dem die Kennlinien der Diode in Sperrrichtung betrieben wird, liegt links unten.
Was passiert in der Grenzschicht?
In der Grenzschicht findet eine Rekombination von Elektronen und Löchern statt. Die verschwundenen Ladungsträger werden von der Stromquelle laufend ersetzt: Elektronen gelangen vom Minuspol in die n-Zone. Der Pluspol "saugt" gebundene Elektronen in der p-Zone ab, so dass es dort zu neuen Löchern kommt.
Was versteht man unter einer Diode?
Eine Diode ist ein Halbleiterbauelement, die im Wesentlichen als Einwegschalter für Strom fungiert. ... Wenn Stromfluss durch eine Diode möglich ist, ist die Diode in Durchlassrichtung vorgespannt.
Welche technischen Anwendungen hat der PN-Übergang?
Anwendung. Wie oben gezeigt, leitet der einfache p-n-Übergang elektrischen Strom in eine Richtung sehr gut, in die andere fast nicht. Eine solche Anordnung nennt man Diode (Halbleiterdiode). Eine wichtige Anwendung der Diode ist daher der Gleichrichter zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom.
Wie entsteht eine verarmungszone?
Eine Raumladungszone (RLZ), 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 versteht man unter einer P leitenden Schicht?
P-leitend oder p-dotiert nennt man diese Halbleiter weil die Leitfähigkeit auf positiven Löchern beruht. Analog zu n-dotierten Halbleitern, sind hier die Löcher die Majoritätsladungsträger, freie Elektronen die Minoritätsladungsträger.
Wie entsteht 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.
Wie kommt es zur ventilwirkung bei der Diode?
Ventilwirkung der Diode
Wird die Anode gegenüber der Kathode negativ gepolt, so verbreitert sich die Sperrschicht (Raumladungszone) und es fließt nur ein geringer Sperrstrom IR. Für Germanium-Dioden ist dieser Sperrstrom im mA Bereich, für Silizium-Dioden ist dieser Strom im nA Bereich.
Bei welcher Polung leitet eine halbleiterdiode und bei welcher sperrt sie?
Halbleiterdiode unter elektrischer Spannung
Schließt man die n-Schicht an das Pluspol und die p-Schicht an das Minuspol an, vergrößert sich die Sperrschicht, bis die Diode komplett mit der Sperrschicht überzogen ist und die Diode sperrt.
Wie entsteht eine Grenzschicht Physik?
Die fluiddynamische Grenzschicht, oft auch einfach „Grenzschicht“ genannt, bezeichnet den Bereich in einem strömenden Fluid an einer Wand, in der die Viskosität des Fluids einen Einfluss auf das Geschwindigkeitsprofil senkrecht zur Wand ausübt.
Was ist eine Sperrschicht Physik?
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 funktioniert eine Fotodiode?
Das Besondere an der Fotodiode ist, dass der elektrische Widerstand durch die Absorption von Strahlung sinkt. Das Bild zeigt, wie IR-Strahlung durch das Glasfenster und tritt und auf die Grenzschicht im pn-Übergang trifft. Die Energie der Strahlung bewirkt, dass in der Grenzschicht Elektronen-Loch-Paare ent- stehen.
Wie hängt die Schleusenspannung mit der Diffusionsspannung zusammen?
Die zum Abbau der Sperrschicht notwendige Spannung wird Schwell- oder Schleusenspannung genannt. Sie entspricht der Diffusionsspannung des stromlosen pn-Übergangs. Oberhalb der Schleusenspannung ist die Halbleiterdiode niederohmig und leitend. Die Diode wird dort in Vorwärtsrichtung oder im Durchlassbereich betrieben.
Was ist die Sperrspannung bei der Diode?
Die Sperrspannung (auch Einsatzspannung genannt) ist jene elektrische Spannung, welche über einem in Sperrrichtung gepolten p-n-Übergang anliegt. Durch den Halbleiterübergang fließt dann der, in der Regel, sehr geringe Sperrstrom.
Was ist der Sperrstrom einer Diode?
Wird eine Diode in Sperrrichtung betrieben, so fließt durch sie dennoch ein geringer Sperrstrom. Übersteigt die in Sperrrichtung anliegende elektrische Spannung (Sperrspannung) die Durchbruchspannung, so steigt der Sperrstrom drastisch an, was bei Standardgleichrichterdioden zu deren Zerstörung führt. ...
In welche Richtung lässt eine Diode den Strom durch?
Das bedeutet, die Diode lässt den Strom von der Anode zur Kathode fließen. Diese Stromrichtung wird auch als Durchlassrichtung (roter Pfeil) bezeichnet.
Wie fließt der Strom von zu?
Der Strom fließt von einem Pol der Steckdose zum elektrischen Gerät und wieder zurück zum anderen Pol der Steckdose. Genauer gesagt fließen unvorstellbar kleine Teilchen namens Elektronen in diese Richtung. Die Steckdose dient dabei als Stromquelle. Es gibt dabei einen Pluspol und einen Minuspol.
Wie muss eine Diode geschaltet werden damit sie wie ein nichtleiter funktioniert?
Soll eine Diode in Durchlassrichtung geschaltet werden, dann muss die Anode am positiven Potential und die Kathode am negativen Potential angeschlossen werden.