Montag, 9. April 2012

Halbleiterelemente

pn-Übergang an äusserer Spannung

Im folgenden wird das Funktionsprinzip einer Halbleiterdiode erklärt, die aus einer p- und aus einer n-leitenden Schicht besteht. Betrachtet man diesen pn-Übergang bildhaft mit seiner Wirkungsweise in Durchlassrichtung und in Sperrrichtung, so kann man von einer Einbahnstrasse für Elektronen sprechen.


Diode in Sperrrichtung



Wird die Diode in Sperrrichtung betrieben, so liegt die p-Schicht am Minus-Pol und die n-Schicht am Plus-Pol.
Die Löcher der p-Schicht werden vom Minus-Pol angezogen, die Elektronen der n-Schicht werden vom Plus-Pol angezogen. Dadurch vergrößert sich die Sperrschicht, die auch Grenzschicht genannt wird. Es können keine Ladungsträger durch die Sperrschicht hindurch gelangen. Es kann nur ein sehr kleiner Strom durch die Sperrschicht fließen.


Diode in Durchlassrichtung


Wird die Diode in Durchlassrichtung betrieben, so liegt die p-Schicht am Plus-Pol und die n-Schicht am Minus-Pol.
Die Löcher der p-Schicht werden vom Plus-Pol abgestoßen und die Elektronen der n-Schicht werden vom Minus-Pol abgestoßen. Die Grenzschicht wird nun mit freien Ladungsträgern überschwemmt. Über den pn-Übergang hinweg, fließt ein Strom durch die Diode. Und die durch Ladungsdiffusion aufgebaute Diffusionsspannung wird abgebaut.

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