Wie entsteht diffusionsspannung?

Gefragt von: Gregor Schaller MBA.  |  Letzte Aktualisierung: 10. Februar 2021
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Je höher die Temperatur, desto breiter ist die Raumladungszone, desto höher wird das elektrische Feld. Zwischen den Raumladungen entsteht eine elektrische Spannung. Sie wird Diffusionsspannung UDif genannt.

Wie entsteht raumladungszone?

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.

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.

Was versteht man unter einer P Schicht?

In diesen beiden verbundenen Schichten, die aus wenigen Phosphoratomen (N-Schicht), wenigen Aluminiumatomen (P-Schicht) und vielen Siliziumatomen (P&N-Schicht) besteht, sind also gleich viele Elektronen wie Löcher (Protonen) vorhanden.

Länge Raumladungszone & Diffusionsspannung | Festkörperphysik

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Was versteht man unter Halbleiterwiderstand?

Halbleiter sind Festkörper, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der von elektrischen Leitern (>104 S/cm) und der von Nichtleitern (<10−8 S/cm) liegt. ... unbesetzt, und Halbleiter daher Nichtleiter. Es existieren im Gegensatz zu Metallen primär keine freien Ladungsträger, diese müssen erst z.

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 funktioniert ein pn Übergang?

p-n-Übergang bei angelegter elektrischer Spannung

Durch Anlegen einer äußeren Spannung in Sperrrichtung (+ am n-Kristall, − am p-Kristall) wird das elektrische Feld der Sperrschicht verstärkt und die Ausdehnung der Raumladungszone vergrößert. Elektronen und Löcher werden von der Sperrschicht weggezogen.

Bei welcher Polung leitet eine halbleiterdiode bei welcher sperrt sie?

Diode in Durchlassrichtung: Der pn-Übergang wird von Ladungsträgern überflutet. Bei umgekehrter Polung wird das elektrische Gegenfeld in der Grenzschicht verstärkt, die Grenzschicht verbreitert sich (Bild 3). Damit ist der elektrische Widerstand der Diode sehr groß, sie ist in Sperrrichtung gepolt.

Warum lässt die Diode den Strom nur in eine Richtung fließen?

Aufgrund von Abstoßung bzw. Anziehung von gleichen Ladungen findet abhängig von der Polung einer externen Spannungquelle entweder ein Stromfluß statt oder wird komplett unterbunden. Somit leitet eine Diode nur in eine Richtung.

Was bedeutet p und n dotiert?

Hintergrund. 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.

Warum dotiert man Halbleiter?

Dotieren bedeutet das Einbringen von Fremdatomen in einen Halbleiterkristall zur gezielten Veränderung der Leitfähigkeit. Zwei der wichtigsten Stoffe mit denen Silicium dotiert werden kann sind Bor (3 Valenzelektronen = 3-wertig) und Phosphor (5 Valenzelektronen = 5-wertig).

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.

Wie entsteht eine Diode?

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

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 Silizium Solarzelle?

Eine Solarzelle wandelt Sonnenenergie in Strom um. Trifft Sonnenlicht auf die Zelle, werden positive und negative Ladungsträger in der Zelle freigesetzt. ... Damit die positiven und negativen Ladungsträger richtig geleitet werden, werden dem Halbleiter Fremdatome eingebaut. Hier spricht man von p- und n-dotiertem Silizium.

Was passiert wenn eine Diode defekt ist?

Eine defekte (offene) Diode lässt keinen Stromfluss in irgendeine Richtung zu. Bei einer offenen Diode in beiden Richtungen zeigt das Multimeter „OL“ an. Eine Diode mit Kurzschluss weist in beiden Richtungen denselben Spannungsabfall (ca. 0,4 V) auf.

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.

Wo ist bei einer Diode Plus und Minus?

Eine Diode besteht aus einer Anode und einer Kathode. In der Grafik ist das Schaltzeichen zu sehen. Wenn man plus an die Anode (den Pfeil) und minus an die Kathode (den Balken) anschließt, so fließt ein Strom durch die Diode, man sagt, die Diode ist in Durchlassrichtung geschaltet.

Wo werden z Dioden eingesetzt?

Anwendung. In der Regel werden Z-Dioden in Sperrrichtung betrieben. Anwendung finden sie bei der Spannungsbegrenzung, beim Überlastschutz und, der häufigste Anwendungsbereich, bei der Spannungsstabilisierung.