Zu der Erkenntnis, dass Sprache wichtig ist, gelangte ich erst recht
spät. Daher bitte ich um Verständnis, was einige Fehler angeht, und
hoffe, dass meine alten Arbeiten trotzdem den einem oder anderen
nützen.
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Halbleiterdioden
Halbleiterdioden
Die Sperrschicht
Grenzen zwei Halbleiterzonen verschiedener Leitungsart aneinander, so
entsteht ein PN-Übergang
durch die Wärmebewegung der Teilchen treten negative Ladungsteilchen
(Elektronen) vom N-Leider in den P-Leiter über und positive
Ladungsträger (Löcher) vom N-Leiter in den P-Leiter. Diesen Vorgang
nennt man Diffusion. Dabei finden Rekombinationen statt. Die
Leitungselektronen der Grenzschicht werden zu Valenzelektronen, und
die Löcher verschwinden. In der Grenzschicht zwischen P-Leiter und
N-Leiter halten sich keine beweglichen Ladungsträger mehr auf.
Die Diffusion beeinflußt die Lage der Ionen nicht, welche im
Halbleiter ortsfest sind. Deshalb verbleibt in der Grenzschicht des
N-Leiters nach Abwandern der Elektronen eine positive
Ladung. Entsprechend erhält der P-Leiter in der Grenzschicht eine
Negative Ladung. Diese Ladungen innerhalb der Grenzschicht bewirken
eine Spannung am PN-Übergang. Sie wird nach ihrer Ursache
Diffusionsspannung genannt. Dabei hat gegenüber der Grenzfläche der
P-Leiter eine negative Spannung und der N-Leiter eine positive
Spannung. Diese Spannungen verhindern ein weiteres Eindringen von
Ladungsträgern in die Grenzschicht. Der Ladungstransport wird dort
gesperrt. Somit wird die Grenzschicht zu einer Sperrschicht.
Soll an einer Halbleiterschicht ein Kontakt ohne Sperrschicht
(ohmscher Kontakt) enstehen, so muß ein geeignetes Kontaktmetall an
eine Stark dotierte Halbleiterschicht stoßen.
Sperrschichtkapazität
Die fast ladungsträgerfreie Sperrschicht ist ein Isolator. Sie trennt
zwei gut leitende Bereiche des Halbleiterelementes. Dadurch
entspricht der PN-Übergang einem Kondensator, dessen Kapazität
Sperrschichtkapazität genannt wird.
Wird von außen keine Spannung angelegt, so stellt sich die Breite der
Sperrschicht von selbst ein. Legt man an den P-Leiter den Minuspol und
an den N-Leiter den Pluspol einer Spannung, so werden die negativen
Ladungsträger vom Pluspol und die Negativen von Minuspol
abgesaugt. Dadurch verarmt die Sperrschicht weiter an Ladungsträgern
und wird breiter. Ein Verbreitern der Sperrschicht bewirkt ein
Verringern der Sperrschichtkapazität.
Die Breite der Sperrschicht und die Kapazität des PN-Überganges hängen
von der angelegten Spannung ab. Die Sperrschichtkapazität steigt mit
kleiner werdender Sperrspannung. Man hat also einen
Spannungsabhängigen Kondensator. Diese Spannungsabhängigkeit der
Sperrschichtkapazität findet bei der Kapazitätsdiode Anwendung. Diese
wiederum wird zum Beispiel in Radios bzw. Funkgeräten eingesetzt, um
über einen Schwingkreis die Frequenz mit hilfe einer Spannung
einzustellen.
Anlagen:
Siehe auch:
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