Grundlagen der Halbleiterphysik und Dioden

Diese Lernkarten decken die wesentlichen Begriffe der Halbleitertechnik ab, einschließlich der Dotierungstypen, Ladungsträgerarten und der Funktionsweise von Dioden.

Dotierung

Das gezielte Einbringen von Fremdatomen in einen Halbleiter, um seine Leitfähigkeit zu verändern.

n-Halbleiter

Ein Halbleiter, der durch Dotierung mit fünfwertigen Atomen (z. B. Phosphor) entsteht, wobei sich das zusätzliche Elektron frei bewegen kann.

p-Halbleiter

Ein Halbleiter, der durch Dotierung mit dreiwertigen Atomen (z. B. Bor) entsteht, wodurch Löcher erzeugt werden.

Donator

Ein Elektronenspender, wie zum Beispiel Phosphor.

Akzeptor

Ein Elektronenaufnehmer, wie zum Beispiel Bor.

Majoritätsträger

Die am häufigsten vorkommenden Ladungsträger; im n-Halbleiter sind dies Elektronen, im p-Halbleiter Löcher.

Minoritätsträger

Die seltener vorkommenden Ladungsträger in einem Halbleitermaterial.

Diode

Ein elektronisches Bauelement, das aus einer p-Zone und einer n-Zone besteht.

Diffusion

Die Wanderung von Elektronen und Löchern über den pn-Übergang.

Raumladungszone (RLZ)

Der ladungsträgerfreie Bereich zwischen p- und n-Zone, der als Sperrschicht wirkt und durch Diffusion sowie Rekombination entsteht.

Durchlassrichtung

Polung einer Diode (p an Plus, n an Minus), bei der die Raumladungszone kleiner wird und das Bauteil leitet.

Sperrrichtung

Polung einer Diode (p an Minus, n an Plus), bei der die Raumladungszone größer wird und das Bauteil den Stromfluss blockiert.

Sperrstrom

Der Strom, der in Sperrrichtung aufgrund der Minoritätsträger trotzdem fließt.

Diodenkennlinie

Zeigt den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung einer Diode, unterteilt in Durchlassbereich, Sperrbereich und Durchbruchbereich.

Durchlassspannung (Siliziumdiode)

Die Spannung, ab der eine Siliziumdiode nennenswert zu leiten beginnt, etwa $0,7\,V$.

Durchbruch

Ein Phänomen, bei dem der Strom in Sperrrichtung plötzlich stark ansteigt.

Zenereffekt

Ein Durchbruchmechanismus, bei dem Elektronen bei stark dotierten Dioden durch die Sperrschicht tunneln.

Lawineneffekt

Ein Durchbruchmechanismus, bei dem Elektronen durch eine Kettenreaktion weitere Elektronen aus ihren Bindungen schlagen.

LED (Leuchtdiode)

Ein Bauelement, das Licht abgibt, wenn Elektronen und Löcher rekombinieren.

Vorwiderstand

Ein Bauteil, das zur Strombegrenzung und zum Schutz vor Zerstörung vor eine LED geschaltet wird.

Einweggleichrichter

Eine Gleichrichterschaltung, die nur eine Halbwelle der Wechselspannung nutzt.

Brückengleichrichter

Eine Gleichrichterschaltung, die beide Halbwellen der Wechselspannung nutzt.