Moderne Halbleiterdetektoren Grundlagen und Beispiele Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Energiebänderstruktur von Halbleitern Leiterband Energielücke Valenzband Elektronen können sich frei bewegen Elektronen sind hier nicht vorhanden ( verbotener Bereich ) Elektronen sind an ihre Gitteratome gebunden Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Leiterband Valenzband Valenz- band E 6eV ~ g E 1eV Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Ladungstransport in Halbleitern Valenzelektron Halbleiteratom Freies Elektron Loch Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Rekombinations- und Einfangzentren Leiterband Valenzband Rekombinations- oder Einfangzentren Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Verunreinigungen im Kristallgitter Mittlere Zeit in der sich Ladungsträger frei bewegen können wird reduziert Registriertes Signal wird verfälscht Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Dotierte Halbleiter Reiner Halbleiter: Zahl der Elektronen im Leiterband Zahl der Löcher im Valenzband = Dotierung: Überschusselektron Donator Einschluss Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Dotierte Halbleiter Leiterband Valenzband Donator Level Abstand Donator Level – Leiterband: 0,05 eV für Germanium 0,01 eV für Silizium n – Type – Halbleiter Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Dotierte Halbleiter Überschussloch Akzeptor Einschluss Leiterband Valenzband Akzeptor Level p – Type – Halbleiter Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Donatoren: Phosphor Arsen Antimon Akzeptoren: Bor Gallium Indium Die Beimischung liegt bei etwa 10 Atomen/cm, 13 3 die Dichte von Silizium und Germanium jedoch bei 10 Atomen/cm. 22 3 Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

n p - Halbleiterverbindungen n - Type p - Type Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

n p - Halbleiterverbindungen Ladungsträger- dichte Elektrisches Feld Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

n p - Halbleiterverbindungen V 1V ~ o Kontaktpotenzial: Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Die Entladungszone r(x) bekannt Poisson- Gleichung dV(x) dx bekannt V(x) und V o Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren V = (N x² + N x² ) o e 2e D n A p x , x bestimmbar n p d = x + x n p ~ 75µm N , N : Donator- und Akzeptorkonzentrationen D A x , x : Ladungsfreie Zone im n- bzw. p-Teil n p Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Kapazität C = e A d C A e d = Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Äußere Spannung d ohne äußere Spannung d mit äußerer Spannung Für V = 300 V B d > 1mm Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Grundaufbau einer Diode als Detektor Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Linearität w : zur Erzeugung von Elektronen – Loch – Paaren benötigte Energie E : Energie des Strahlungsteilchens E w ELP‘s werden erzeugt n : ,,Sammeleffizienz“ Q = n kommen an den Elektroden an. E w C : Kapazität der Entladungszone V = = n Q C E wC Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Streifen und Pixeldetektoren Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Streifendetektor Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Driftdetektor Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Driftdetektor Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren

Moderne Halbleiterdetektoren Münster ; 14.05.03 Moderne Halbleiterdetektoren