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Elektrotechnik - Grundlagen Seite 48

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9. Einführung in die Halbleitertechnik

Halbleiterbauelemente werden hauptsächlich zum Gleichrichten, Wechselrichten, Steuern, Regeln, Schalten und Verstärken von Spannungen und Strömen verwendet.
Dabei nutzt man die chemischen Eigenschaften von bestimmten Halbleiterbestandteilen, wie z.B. Germanium, Silizium, Gallium und Arsen (Galliumarsenid).
Zu den wichtigen Halbleiterbauelementen gehören:

9.1 Halbleiterdioden

Der bereits in Punkt 4.1 (Transistoren) behandelte PN-Übergang ist auch bei den Halbleiterdioden von Bedeutung. Beim PN-Übergang werden ein P-leitender Werkstoff mit Elektronenmangel und ein N-leitender Werkstoff mit Elektronenüberschuss in Kontakt gebracht werden (s. auch Grafiken 59-62). In den Randschichten der Kontaktflächen der beiden Halbleiterwerkstoffe vollzieht sich eine Elektronenwanderung oder auch Elektronendiffusion (von lat.: diffundere = eindringen). Elektronen der N-leitenden Seite wandern in die wegen des Elektronenmangels entstandenen "Löcher" der P-leitenden Seite und Elektronen der P-leitenden Seite wandern in die "Löcher" der N-leitenden Seite. Durch die entstehende Randzone, die nur einige tausendstel Millimeter dick ist und auch als Sperrschicht bezeichnet wird, kann normalerweise kein elektrischer Strom fließen.
Da durch die Diffusion von Elektronen der P-leitende Werkstoff in der Sperrzone negativ und der N-leitende Werkstoff positiv geladen wird, entsteht eine Spannung, die sogenannte Diffusionsspannung und es wird eine weitere Elektronenwanderung unterbunden. Die Sperrschicht wird nicht größer. Die austretenden Diffusionsspannungen sind sehr gering:

 

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