Homogene Halbleiterbauelemente

  • Erwin Böhmer
  • Dietmar Ehrhardt
  • Wolfgang Oberschelp
Chapter

Zusammenfassung

Halbleiter sind in der Regel kristalline Werkstoffe, deren Leitfähigkeit niedriger ist als die Leitfähigkeit der Metalle, aber höher als die Leitfähigkeit der Nichtleiter. Dazu gehören Germanium, Silizium, Selen sowie eine Reihe von Verbindungshalbleitern wie Bleisulfid, Indiumantimonid und Siliziumkarbid.

Die halbleitenden Stoffe können als Einkristall mit regelmäßiger Struktur (Monokristall) oder als Polykristall mit unregelmäßiger Struktur aufgebaut sein. Ein reiner Germanium- oder Siliziumeinkristall ist nach Abb. 2.1 aufgebaut. Jedes Atom besteht aus einem Atomrumpf (als große Kugeln dargestellt) und 4 Bindungselektronen in der äußeren Schale (kleine Kugeln), die jeweils Bindungen zu Nachbaratomen herstellen. Da es beim ungestörten Kristallaufbau (technisch nicht realisierbar) keine freien Elektronen gibt, wäre ein solcher Kristall ein idealer Isolator. Durch Einwirkung von Wärme oder Licht können jedoch Bindungen aufbrechen. Es kommt zur „Paarbildung“ von Ladungsträgern (Abb. 2.2), wobei jeweils ein freibewegliches Elektron und eine Fehlstelle (Defektelektron, Loch) im Gitterverband entstehen. Die Fehlstelle wirkt wie eine positive Elementarladung. Von Nachbarbindungen können Elektronen in die Fehlstelle einspringen (Rekombination). Die Fehlstelle oder das Loch verlagert sich so an die Stelle der neu aufgebrochenen Bindung. Löcher sind also durch einen solchen Platzwechsel mit Bindungselektronen beweglich, wobei ein äußeres elektrisches Feld auf die Bewegung beschleunigend wirkt.

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© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2018

Authors and Affiliations

  • Erwin Böhmer
    • 1
  • Dietmar Ehrhardt
    • 1
  • Wolfgang Oberschelp
    • 2
  1. 1.Analoge SchaltungstechnikUniversität SiegenSiegenDeutschland
  2. 2.FB Elektrotechnik und angewandte NaturwissenschaftenHS GelsenkirchenGelsenkirchenDeutschland

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