Leitungsvorgnge Reiner HL bei tiefen Temperaturen alle Elektronen

Leitungsvorgänge

Reiner HL bei tiefen Temperaturen • alle Elektronen sind fest gebunden (=Valenzelektronen) Ø keine beweglichen Ladungsträger I Ø keine elektrischer Strom (I = 0)

HL nach Erwärmen oder unter Licht • durch Wärme- oder Lichtenergie wird ein Valenzelektron aus seiner Bindung gerissen und ist nun beweglich I

HL nach Erwärmen oder unter Licht • das bewegliche Elektron wandert in Richtung Pluspol • das „Loch“ (Elektronen. Lücke) wird von einem benachbarten Valenzelektron aufgefüllt I Ø das „Loch“ wandert in Richtung Minuspol

HL nach Erwärmen oder unter Licht I

HL nach Erwärmen oder unter Licht Ø das Elektron erreicht den Kontakt zum Pluspol Ø das Loch erreicht den Kontakt zum Minuspol und wird dort von einem Elektron aus dem Minuspol aufgefüllt I Ø Elektronen fließen vom Minus- zum Pluspol Ø es fließt ein elektrischer Strom I

Arten der Leitung in Halbleitern: Es gibt zwei Sorten beweglicher Ladungsträger: Elektronen ( negativ) Elektronenlücken = Löcher ( wie positive Teilchen)

Dotierungen • n – dotierte Halbleiter • p – dotierte Halbleiter

n- dotierter Halbleiter • die As-Atome besitzen ein zusätzliches Elektron, das sie leicht abgeben As As As I Ø es entstehen bewegliche Elektronen und ortsfeste positive As As -Ionen Ø bewegliche Ladungsträger: Elektronen (e–) Ø „n-leitend“

p- dotierter Halbleiter Al Al Al I • die Al-Atome besitzen ein Elektron zu wenig, die Lücke wird leicht durch ein Valenzelektron aufgefüllt Ø es entstehen bewegliche Löcher und ortsfeste negative Al-Ionen Al Ø bewegl. Ladungsträger: Löcher Ø „p-leitend“

Modell eines pn- Übergangs n-leitend p-leitend • bewegliche Elektronen ( ) • bewegliche Löcher ( ) • ortsfeste positive Raumladung (As+) • ortsfeste negative Raumladung (Al–)

Modell eines pn- Übergangs n-leitend p-leitend Im Grenzbereich wandern e– ins p-Gebiet und Löcher ins n-Gebiet

Modell eines pn- Übergangs n-leitend p-leitend Es entsteht eine Zone ohne bewegliche Ladungsträger („Verarmungszone“) Diese Zone ist elektrisch geladen (positiv im n-Bereich, negativ im p-Bereich)

pn- Übergang in Sperrrichtung n-leitend p-leitend I e– werden zum Pluspol gezogen Löcher werden zum Minuspol gezogen

pn- Übergang in Sperrrichtung n-leitend p-leitend I Sperrzone verbreitert sich kein Stromfluss durch den pn-Übergang

pn- Übergang in Durchlassrichtung n-leitend p-leitend e– Löcher I e– driften von links in die Grenzschicht Löcher driften von rechts in die Grenzschicht

pn- Übergang in Durchlassrichtung n-leitend e– R E K O M B I N A T I O N p-leitend Löcher I in der Grenzschicht rekombinieren e– und Löchern

pn- Übergang in Durchlassrichtung n-leitend p-leitend Vorgang am am Minuspol Pluspol e– Löcher I Minuspol pumpt dauernd e– in das n-Gebiet Pluspol reißt dauernd Bindungselektronen aus dem p-Gebiet

pn- Übergang in Durchlassrichtung n-leitend e– p-leitend Löcher I Es fließt ein elektrischer Strom !