Halbleiter


Stand: 2004-03

Thomas Mertin
Netzwerk- und Elektrotechnik

D-41334 Nettetal

Störstellenleitfähigkeit (Extrinsische Leitfähigkeit

Merke: Fremdatome im "reinen" Si- oder Ge-Kristall beeinflussen die Leitfähigkeit! (Bildung von Störstellen bzw. Fehlstellen)

Der Einbau von Fremdatomen heißt Dotieren oder Dopen.

Arten der Verunreinigungen:
a) Elemente der Gruppe Vb (P, As, St) = Phosphor, Arsen, Antimon
     => Anzahl der freien Elektronen steigt.
b) Elemente der Gruppe IIIb (B, Al, Ga, In) = Bor, Aluminium, Gallium, Indium
     => Anzahl der "Löcher" steigt.

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1. n-Leiter (Überschußhalbleiter)

Dotierung mit Atomen der Gruppe Vb (Donatoren AD => Elektronenspender)

Dotiertes Material bleibt nach außen elektrisch neutral.
Dem positiven Ion (Kation) steht die negative Elementarladung des freien Elektrons gegenüber.

Bändermodell: n-Leiter

Für T = 0K

Für T > 0K

DWD = 0,01eV für Ge
DWD = 0,04eV für Si

Merke: Verbotene Zone bleibt bei jedem Material erhalten. Ist aber durch die Dotierung zu beeinflussen. Unter Feldfluß entsteht im Valenzband sogenannter Löcherstrom und im Leitungsband sogenannter Elektronenstrom.

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2. p-Leiter (Mangelhalbleiter)

Dotierung mit Atomen der Gruppe IIIb (Akzeptoren AA => Elektronenaufnehmer)

=> Entstehung eines Loches wird durch Elektron aus der Umgebung aufgefüllt.

Folge: Bewegliches Loch (positiver Ladungsträger e+)

Der Mangelhalbleiter bleibt nach außen elektrisch neutral. Dem Akzeptoratom (Negatives Ion, Anion) steht die positive Ladung des entstanden Loches entgegen.


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