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NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenSonntag, 22. Oktober 2017 

P-n-Übergang


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Ein p-n-Übergang ist die Übergangszone zwischen einem p- dotierten und einem n- dotierten Halbleiterkristall . Sie zeichnet sich durch ein Fehlen Ladungsträger aus da die positiven des p-Kristalls hier mit den negativen des n-Kristalls ausgeglichen rekombiniert ) haben. Da die ebenfalls vorhandenen festen nicht rekombinieren können herrscht innerhalb der Zone elektrisches Feld welches einen Ladungstransport unterbindet. Dieses kann durch eine von außen angelegte Spannung je nach Polung - kompensiert werden dann der p-n-Übergang leitfähig oder es kann verstärkt dann bleibt er gesperrt. Diese von der abhängige Leitfähigkeit ist die Grundlage der Halbleiter diode der wichtigsten Anwendung des p-n-Übergangs.

Deren Funktionsweise kann im Bändermodell erklärt werden. Im n-Kristall befinden sich Elektronen im Leitungsband im p-Kristall bewegliche Elektronenfehlstellen im Valenzband (siehe unten Bild a). An der können zunächst Elektronen in den p-Kristall eindringen sich hier die Elektronenfehlstellen auffüllen (Bild b). zuvor elektrisch neutralen Kristalle erhalten durch die bleibenden festen Ladungen nunmehr eine Raumladung die den p-Kristall negativ den n-Kristall auflädt. In der von beweglichen Ladung entblößten (der Sperrschicht ) entsteht ein elektrisches Feld . Die Elektronen müssen nun gegen einen anlaufen um noch in den p-Kristall zu (Bild c). Der Prozess kommt zum Erliegen sich die Ferminiveaus der beiden Kristalle angeglichen haben.

Durch Anlegen einer äußeren Spannung in Sperrrichtung (+ am n-Kristall - am p-Kristall) das Feld der Sperrschicht verstärkt und der vergrößert. Elektronen bzw. Defektelektronen werden von der weg gezogen so dass diese sich verbreitert. fließt kein Strom. Bei Polung in Durchlassrichtung (+ am p-Kristall - am n-Kristall) der Potenzialwall abgebaut. Neue Ladungsträger fließen von äußeren Quelle auf die Sperrschicht zu und hier fortwährend. Es fließt Strom .

Eine wichtige Anwendung dieser Diode ist daher der Gleichrichter zur Umwandlung von Wechselströmen in Gleichströme. auch die meisten übrigen Halbleiterbauelemente verwenden einen oder mehrere p-n-Übergänge zur ihrer Funktion z.B. im Bipolartransistor Feldeffekttransistor (FET) usw.



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