1 / 16

Halbleiter Die „np Junction“

Halbleiter Die „np Junction“. Inhalt. Aufbau der „ np junction “ Strom und Feldstärken an der „ np junction “ Polung und Leitfähigkeit. Elementarzelle eines Silizium Kristalls. P. Die vier Elektronen von Si bilden kovalente Bindungen zu ihren Nachbarn.

elani
Download Presentation

Halbleiter Die „np Junction“

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  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 P 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

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

  5. Elementarzelle eines Silizium Kristalls, p-Dotierung B 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

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

  7. n und p leitende Halbleiter n leitend p 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 leitend p 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 leitend p 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 Schichtohne bewegliche Ladungsträger

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

  11. + Stromfluss bei positiver Spannung am p leitenden Halbleiter n leitend p leitend • 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. + ─ Polung in Sperr-Richtung: Negative Spannung am p Halbleiter n leitend p leitend • 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

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

  14. Aggregatzustand, Ladungsträger und elekt.Leitfähigkeit

  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. + Stromfluss bei positiver Spannung am p leitenden Halbleiter n leitend p leitend

More Related