Wovon ist die leitfähigkeit eines halbleiters abhängig?

Gefragt von: Christina Schreiber  |  Letzte Aktualisierung: 11. August 2021
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Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern nimmt mit steigender Temperatur zu, sie gehören damit zu den Heißleitern. Die Leitfähigkeit lässt sich durch das Einbringen von Fremdatomen (Dotieren) aus einer anderen chemischen Hauptgruppe in weiten Grenzen gezielt beeinflussen.

Wie kommt es zu einer elektrischen Leitfähigkeit bei Halbleitern?

Halbleiterwerkstoffe haben eine Eigenleitfähigkeit, die durch Erwärmung und Lichteinstrahlung erhöht wird. Energie in Form von Wärme und Licht vergrößert die Leitfähigkeit. Es werden die Elektronen aus ihren Bindungen herausgerissen. Der Stromfluss wird größer.

Wie kann man in einem Halbleiter aus Germanium eine höhere Leitfähigkeit erzeugen?

Somit besitzen reine Halbleiter wie Silicium oder Germanium bei Zimmertemperaturen nur eine relativ geringe Eigenleitung. Die Leitfähigkeit eines Halbleiters kann erhöht werden, wenn man Atome anderer Elemente (Fremdatome) einbringt, die mehr oder weniger Außenelektronen haben als die Halbleiteratome.

Was bestimmt die Konzentration der Leitfähigkeit von Halbleitern?

Bei einer Temperatur in der Nähe des absoluten Nullpunktes ist das Valenzband voll besetzt und das Leitungsband vollkommen frei von Ladungsträgern. ... Halbleiter haben also eine intrinsische, mit der Temperatur zunehmende elektrische Leitfähigkeit.

Welches Material eignet sich am besten für Halbleiter?

Halbleiter sind Stoffe, die sowohl Eigenschaften von Isolatoren als auch von Leitern besitzen. Welche dieser Eigenschaften überwiegen, wird von den äußeren Bedingungen und von Störungen in der Struktur des Atomgitters eines Halbleiters bestimmt. Eines der wichtigsten Halbleitermaterialien ist Silicium.

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In welchen Geräten werden Halbleiter verwendet?

Anwendungen sind Heißleiter, Varistoren, Strahlungssensoren (Photoleiter, Fotowiderstände, Photodioden bzw. Solarzellen), thermoelektrische Generatoren, Peltierelemente sowie Strahlungs- bzw. Lichtquellen (Laserdiode, Leuchtdiode). Halbleiter werden in einkristalliner, polykristalliner und amorpher Form verwendet.

Welche Halbleiterkristalle leiten am besten?

Da es nur sehr wenige freie Elektronen gibt, die sich um den Siliziumkristall herumbewegen können, sind Kristalle aus reinem Silizium (oder Germanium) daher gute Isolatoren oder zumindest sehr hochwertige Widerstände.

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 sinkt der Widerstand bei Halbleitern?

Typische Halbleitermaterialien sind Germanium und Silizium. Im Unterschied zu den Metallen weist der elektrische Widerstand von Halbleitern einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, d. h. der Widerstand sinkt, wenn die Temperatur steigt. Ein reiner Halbleiter ist beim absoluten Nullpunkt (0 K) ein Isolator.

Was versteht man unter der Eigenleitung der Halbleiterwerkstoffe?

Eigenleitung (auch intrinsische Leitung) bezeichnet in der Festkörperphysik die relativ geringe elektrische Leitfähigkeit undotierter (reiner) Halbleiter.

Welche Unterschiede treten beim dotieren auf?

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.

Wie kommt es zu beweglichen Ladungen in einem siliziumkristall?

Legt man an den Halbleiterkristall eine elektrische Spannung, so bewegen sich die freien Elektronen in Richtung des Pluspols (Elektronenleitung). Die Löcher bewegen sich in Richtung des Minuspols der Spannungsquelle (Löcherleitung).

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.

Wie können Halbleiter zu Leiter werden?

Um leiten zu können müssten sich die Elektronen aus dem voll besetzten Valenzband in das Leitungsband bewegen. Das verhindert die Bandlücke, die zwischen Valenz- und Leitungsband liegt.

Wie hängen Leitfähigkeit Temperatur zusammen?

In Metallen sinkt die Leitfähigkeit bei steigender Temperatur aufgrund zunehmender Gitterschwingungen, die den Elektronenstrom behindern. Sie haben einen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes.

Wie leitet ein Halbleiter?

Halbleiter nehmen eine Zwischenstellung zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren ein. Ihre Leitfähigkeit steigt mit zunehmender Temperatur an, ganz im Gegensatz zum Verhalten metallischer Leiter.

Warum hängt der Widerstand von der Temperatur ab?

Temperaturabhängigkeit. Bei steigender Temperatur schwingen die Gitterbausteine des Metalls stärker und behindern die Elektronen beim Fließen. Dadurch steigt der Widerstand.

Wie verändert sich der elektrische Widerstand eines Metalls bei sinkender bzw bei steigender Temperatur?

Je größer der Widerstandswert desto größer die Widerstandsänderung. Je größer die Temperaturänderung desto größer die Widerstandsänderung. Je größer der Temperaturbeiwert desto größer die Widerstandsänderung.

Wie ändert sich der Widerstand bei steigender Temperatur Eisen?

Metallische Leiter haben einen von der Temperatur ab- hängenden Widerstand. Bei metallischen Leitern nimmt der Widerstand mit der Temperatur zu, während bei Kohle der Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt. Auch reine Halbleiter haben die Eigenschaft, dass ihr Widerstand mit der Temperatur abnimmt.