Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Halbleiter Die np Junction. Inhalt Aufbau der np junction Strom und Feldstärken an der np junction Polung und Leitfähigkeit.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Halbleiter Die np Junction. Inhalt Aufbau der np junction Strom und Feldstärken an der np junction Polung und Leitfähigkeit."—  Präsentation transkript:

1 Halbleiter Die np Junction

2 Inhalt Aufbau der np junction Strom und Feldstärken an der np junction Polung und Leitfähigkeit

3 Elementarzelle eines Silizium Kristalls Die vier Elektronen von Si bilden kovalente Bindungen zu ihren Nachbarn. n-Dotierung: Einbau eines P-Atoms anstelle eines Si-Atoms bringt ein Elektron zuviel: Es ist im Gitter nicht lokalisiert P

4 Energie W Halbleiter: Voll besetztes Valenz-Band, kleine Bandlücke L M n-Dotierung: Die Energie des zusätzlichen Elektrons liegt nah am leeren Band: eine kleine Energiezufuhr macht leitfähig

5 Elementarzelle eines Silizium Kristalls, p-Dotierung Die vier Elektronen von Si bilden kovalente Bindungen zu ihren Nachbarn. p-Dotierung: Einbau eines B-Atoms bringt ein Elektron zuwenig: Im Gitter entsteht eine Lücke, die Elektronen aufnehmen kann B

6 Energie W Halbleiter: Voll besetztes Valenz-Band, kleine Bandlücke L M p-Dotierung: Die Energie der Lücke liegt nah am besetzten Band: eine kleine Energiezufuhr macht leitfähig

7 n und p leitende Halbleiter n leitendp leitend Beide Materialien sind elektrisch neutral und leitfähig, die beweglichen Ladungsträger sind im n-Leiter: Elektronen p-Leiter: Defektelektronen, Löcher

8 Berührungskontakt zwischen n und p leitenden Halbleitern n leitendp leitend Die Anzahl der beweglichen Ladungsträger in der Umgebung der Berührungsfläche, genannt np junction, bestimmen die elektrischen Eigenschaften des zusammengesetzten Materials

9 Aufbau der Feldstärke an der np Junction n leitendp leitend Diffusion der Elektronen bzw. Löcher über die Kontaktfläche Die dabei entstehende elektrische Feldstärke hält die Ladungen zurück und beendet diesen Strom Durch Rekombination entsteht an der np junction eine etwa 0,1μm breite isolierende Schicht ohne bewegliche Ladungsträger

10 Das angelegte Feld ist dem Feld an der junction entgegengesetzt, im n-Bereich werden Elektronen zur junction getrieben, im p-Bereich Defektelektronen Die isolierende Schicht ohne Ladungsträger wird dünner, ihr Widerstand nimmt ab n leitendp leitend Polung in Flussrichtung: Positive Spannung am p Halbleiter + Das angelegte elektrische Feld wirkt nur auf die beweglichen Ladungsträger des n- bzw. p- Bereichs

11 n leitendp leitend Stromfluss bei positiver Spannung am p leitenden Halbleiter + Elektronen bzw. Löcher werden durch die angelegte Spannung über den schmalen, Ladungsträger freien Bereich der Kontaktfläche getrieben Bei dieser Polung fließt Strom: Betrieb des Bauelements in Flussrichtung

12 Das angelegte Feld verstärkt das Feld an der junction, auf beiden Seiten werden Ladungsträger von der junction abgezogen Die Ladungsträger-freie, isolierende Schicht wird breiter, ihr Widerstand nimmt zu Polung in Sperr-Richtung n leitendp leitend + Polung in Sperr-Richtung: Negative Spannung am p Halbleiter

13 Bauelemente dieser Art bezeichnet man als Dioden Zeichen in Schaltbildern: Die Diode + Vorzeichen für Polung in Flussrichtung AnodeKathode Grundlegendes Bauelement der Halbleiterelktronik Strom- Spannungskennlinie nichtlinear bzw. nicht Ohmsch

14 Aggregatzustand, Ladungsträger und elekt. Leitfähigkeit Vakuum GasFlüssigFest ElektronenIonenElektronen Isolator Gut steuer- bar, z. B. in Röh- ren Normal- druck Elektro- lytische Leitung Halb- leiter Metall Spon- taner Durch- bruch z. B. Blitz In Grenzen: Nach Ak- tivierung: Ohmsche Leitung, U=R. I

15 Zusammenfassung Bei Berührung des n- und p leitenden Bereichs beginnt an der np junction Diffusion der Ladungsträger über die Berührungsfläche Durch Rekombination entsteht ein isolierender Bereich um die np junction, die Dicke der isolierenden Schicht ist durch die angelegte Spannung steuerbar Polung in Flussrichtung: Anschluss einer positiven Spannung am p-Halbleiter Polung in Sperr-Richtung: Anschluss einer negativen Spannung am p-Halbleiter

16 n leitendp leitend Stromfluss bei positiver Spannung am p leitenden Halbleiter +


Herunterladen ppt "Halbleiter Die np Junction. Inhalt Aufbau der np junction Strom und Feldstärken an der np junction Polung und Leitfähigkeit."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen