1 Leitfähigkeit in Festkörpern
|
|
- Ingeborg Weiss
- vor 6 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 1 Leitfähigkeit in Festkörpern Elektrische Leitfähigkeit ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit eines Stoffes angibt, elektrischen Strom zu leiten. Bändermodell Die Leitfähigkeit verschiedener Stoffe lässt sich mit Hilfe des Bändermodells beschreiben. Elektronen können in einem Festkörper ebenso wie in einem Atom nur diskrete Energiewerte annehmen. Diese liegen jedoch sehr dich aneinander. Sie werden daher als Energiebänder bezeichnet. Das oberste Band, welches von Elektronen praktisch vollständig besetzt ist, nennt man Valenzband, das nächst-folgende wird als Leitungsband bezeichnet. Die beiden Bänder sind durch einen Bereich nicht erlaubter Energiewerte getrennt. Dieser Bereich wird als Bandlücke bezeichnet. Diese Lücke gestaltet sich für Metalle (Leiter), Halbleiter und Isolatoren jeweils unterschiedlich Metalle, Halbleiter, Isolatoren Abstand zwischen Valenzband und Leitungsband bei Metallen, Halbleitern und Isolatoren: Metalle (Leiter) Valenz- und Leitungsband überlappen sich. Äußere Energiebänder überlappen sich teilweise. Schon bei geringen elektrischen Feldstärken können Elektronen in höheren Energiezustand wechseln und zum Stromfluss beitragen. Bei Temperaturerhöhung nimmt Leitfähigkeit ab, da es zu vermehrten Zusammenstößen zwischen Elektronen und Atomrümpfen kommt. Halbleiter Valenz- und Leitungsband haben geringen Abstand. Das Leitungsband ist bei Raumtemperatur nicht besetzt. Durch thermische Energiezufuhr oder Absorption eines Photons kann Bandlücke (0, 1eV < E < 4eV ) überwunden werden. Elektron kann in das Leistungsband angehoben werden und hinterlässt dabei eine Defektelektron (ein fehlendes Elektron). Damit können dort positive Elementarladungen transportiert werden. Die Leitfähigkeit nimmt zu. Isolatoren Valenz- und Leitungsband haben hohen Abstand. Das Leitungsband ist bei Raumtemperatur nicht besetzt. Auch bei höheren Temperaturen ist die Bandlücke so groß (E > 4eV ), dass kaum oder keine Physikalisches Grundpraktikum 3 Seite 1 von 6
2 Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband angehoben werden. Die Leitfähigkeit nimmt kaum oder gar nicht zu. 2 Dotierung Dotieren bezeichnet das Einbringen von Fremdatomen in einen Halbleiterkristall. Die Fremdatome sind Störstellen im Leitermaterial und beeinflussen gezielt die elektrische Leitfähigkeit. Die eingebrachte Menge der Fremdatome ist sehr klein im Verhältnis zum Trägermaterial (zwischen 0, 1 und 100ppm). n-dotierung und p-dotierung am Beispiel Phosphor/Silizium und Bor/Silizium: Bänderschema im Halbleiter: n-dotierung Bei einer n-dotierung wird ein Atom in die Struktur eingefügt, welches ein Elektron mehr besitzt als die Atome des Trägermaterials. Damit wird ein Elektron frei beweglich und kann als Ladungsträger dienen. Das Elektron kann deutlich leichter vom Valenzband in das Leitungsband wechseln. Auch Löcher können jederzeit spontan entstehen, die Anzahl der negativen Ladungen (Elektronen) bleibt jedoch immer in der Überzahl. Während die Elektronen damit die Majoritätsladungsträger sind, sind die Löcher Minoritätsladungsträger. Ein Beispiel wäre das Einsetzen von Phosphoratomen (5-wertig) in ein Siliziumkristall (4-wertig). Phosphor besitzt ein Elektron mehr als Silizium, ein Elektron wird damit frei beweglich. p-dotierung Bei einer p-dotierung wird ein Atom in die Struktur eingefügt, welches ein Elektron weniger besitzt als die Atome des Trägermaterials. Es entsteht ein Loch im Valenzband und die Elektronen werden dort frei beweglich, es kann als Ladungsträger dienen. Die Löcher bewegen sich in entgegengesetzte Richtung bzgl. der Elektronen. Während die Elektronen in diesem Fall die Minoritätsladungsträger sind, sind die Löcher Physikalisches Grundpraktikum 3 Seite 2 von 6
3 Majoritätsladungsträger. Ein Beispiel wäre das Einsetzen von Boratomen (3-wertig) in ein Siliziumkristall (4-wertig). Bor besitzt ein Elektron weniger als Silizium, wodurch ein Loch entsteht. p-n-übergang Ein p-n-übergang entsteht, indem p-dotierte und n-dotierte Bereiche nah aneinander liegen. Zwar sind beide Halbleiter für sich ungeladen, trotzdem diffundieren jedoch die frei beweglichen Elektronen in die Löcher des benachbarten Halbleiters (Ladungsträgerdiffusion). Auch umgekehrt diffundieren Löcher zu den freien Elektronen der anderen Seite. Zwischen den Halbmetallen entsteht ein elektrisches Feld (Diffusionsspannung). Dieses wirkt der Diffusion entgegen. Zwischen beiden Kräften stellt sich ein Gleichgewicht ein. Die Diffusionsspannung liegt bei Silizium bei ca. 0, 7V und ergibt sich Allgemein über: U D = k b T q ( ) NA N D ln n 2 i Dabei ist k B die Boltzmannkonstante, T die Temperatur, q die Elementarladung, N A die Anzahl der Akzeptoren, N B die Anzahl der Donatoren und n i die Anzahl der enthaltenen Ladungsträger. An der Grenze zwischen den beiden Halbmetallen entsteht eine Zone ohne freie Ladungsträger, da das elektrische Feld die freien Ladungsträger dort verdrängt. Nur ortsfeste Ladungen bleiben bestehen (Raumladungszone oder Sperrschicht). Bei gleich hoher Ladungsdichte im p- und n-gebiet entsteht eine symmetrische Raumladungszone. Aufbau der Raumladungszone/Sperrschicht: 3 Diode Die Diode ist ein elektrisches Bauelement, welches auf dem p-n-übergang basiert. Es lässt Strom nur in eine Richtung durch und wirkt in der anderen Richtung als Isolator. Es existiert daher eine Durchlassund eine Sperrrichtung. Diode mit n- und p-dotierter Seite und in Durchlass- und Sperrrichtung: Wird an der n-dotierten Seite eine positive und an der p-dotierten Seite eine negative Spannung angelegt, so wird die Sperrschicht vergrößert, die Diode leitet nicht. Wird die Spannung jedoch umgepolt, so bewegen sich die freien Elektronen der n-dotierten Seite zur Anode und die Löcher der p-dotierten Seite Physikalisches Grundpraktikum 3 Seite 3 von 6
4 zur Kathode. In dieser Richtung ist die Diode leitend. Kennlinie Kennlinie einer Si-Diode mit Durchbruch-, Sperr- und Durchlassbereich: Beschreibung am Beispiel einer Silizium-Diode: Durchbruchbereich: Je nach Dotierung beginnt bei Si-Dioden bei einer Durchbruchspannung U R von 50V bis 1000V der Durchbruchbereich, die Diode wird in Sperrrichtung leitend. Sperrbereich: Im Sperrbereich fließt nur einer sehr geringer Strom. Dieser wird als Leckstrom I R bezeichnet. Durchlassbereich: Bei kleinen Spannung (unterhalb von 0, 4V ) fließt auch in Durchlassrichtung zunächst kein Strom. Ab ca. 0, 6V bis 0, 7V nimmt der Strom dann schnell zu. Diese Spannung U S wird als Schleusenspannung bezeichnet. Shockley-Gleichung Die Shockley-Gleichung beschreibt die Kennlinie einer Diode im Durchlassbereich: ( ) ) UD I D = I S (exp 1 n U T Dabei ist I S der Sättigungssperrstrom, n der Emissionskoeffizient und U T die Temperaturspannung. Differentieller Widerstand Für einige elektrische Bauelemente (z.b. Dioden) gilt nicht das ohmsche Gesetz, die Kennlinie bildet keine Gerade durch den Nullpunkt, sondern ist eine Kurve anderer Form. Um den Widerstand trotzdem möglichst leicht berechenbar zu gestalten, kann die Tangente an einem ausgewählten Arbeitspunkt einen linearen Zusammenhang angeben. Statt der Exponentialfunktion wird eine Gerade verwendet, welche das Problem deutlich vereinfacht. r = du di = U 2 U 1 I 2 I 1 Tangente an einem Arbeitspunkt: Physikalisches Grundpraktikum 3 Seite 4 von 6
5 4 Anwendungen von Dioden Dioden werden zur Strom- und Spannungsstabilisierung eingesetzt. Sie können aber auch optische Zwecke (z.b. Laserdiode, Photodiode, Leuchtdiode) eingesetzt werden. Kapazitive Dioden können als steuerbare Kondensatoren eingesetzt werden. Zwei weitere Beispiele sind im Folgenden ausführlicher Beschrieben: Gleichrichterschaltung Einweggleichrichter Wird an eine Diode eine Wechselspannung angelegt, so fließt folglich nur in eine Richtung auch ein Strom, die untere Seite des Schwingungsbauches wird abgeschnitten. Damit ergibt sich ein pulsierendes Signal. Die Scheitelspannung des Signals verringert sich geringfügig, da ein Teiler der Spannung bereits an der Diode abfällt. Schaltungsaufbau und U/t-Diagramm: Brückengleichrichter Mit Hilfe der Graetz-Schaltung werden die Lücken vermieden. Die unteren Bäuche werden - bildlich gesprochen - nach oben geklappt. Die Dioden werden so zusammengesetzt, dass jeweils eine sperrt und eine durchlässt. Die resultierende Spannung ist pulsierend, jedoch ohne Auslassen eines Durchgangs. Schaltungsaufbau und U/t-Diagramm: Physikalisches Grundpraktikum 3 Seite 5 von 6
6 Z-Diode Eine Zener-Diode ist eine Silizium-Diode mit geringer Sperrschichtdicke. In Druchlassrichtung verhalten sich Z-Dioden wie normale Dioden. In Sperrrichtung verringert sich oberhalb der Durchbruchspannung der differentielle Widerstand dann exponentiell. Die Durchbruchspannung wird auch als Zenerspannung U Z bezeichnet und liegt üblicherweise im Bereich vo 3V bis 100V. U/I-Diagramm: 5 Strom- und Spannungsmessung Sollen Stromstärke und Spannung gemessen werden, führt dies bei gleichzeitiger Messung wegen den Einflüssen der Messgeräte zu einer Beeinflussung des Ergebnisses. Daher sollte immer nur eine Größe zu einem Zeitpunkt gemessen werden. Spannungsrichtige und Stromrichtige Schaltung Physikalisches Grundpraktikum 3 Seite 6 von 6
4. Dioden Der pn-übergang
4.1. Der pn-übergang Die Diode ist ein Halbleiterbauelement mit zwei Anschlüssen: Eine Diode besteht aus einem Halbleiterkristall, der auf der einen Seite p- und auf der anderen Seite n-dotiert ist. Die
MehrGrundlagen der Rechnertechnologie Sommersemester Vorlesung Dr.-Ing. Wolfgang Heenes
Grundlagen der Rechnertechnologie Sommersemester 2010 5. Vorlesung Dr.-Ing. Wolfgang Heenes 18. Mai 2010 TechnischeUniversitätDarmstadt Dr.-Ing. WolfgangHeenes 1 Inhalt 1. Aufbau der Materie 2. Energiebändermodell
MehrGrundlagen zum Versuch Aufbau einer Messkette für den Nachweis kleinster Ladungsmengen
Grundlagen zum Versuch Aufbau einer Messkette für den Nachweis kleinster Ladungsmengen III.1 Halbleiter: Einzelne Atome eines chemischen Elements besitzen nach dem Bohrschen Atommodell einen positiv geladenen
MehrHalbleiter. Das Herz unserer multimedialen Welt. Bastian Inselmann - LK Physik
Halbleiter Das Herz unserer multimedialen Welt Inhalt Bisherig Bekanntes Das Bändermodell Halbleiter und ihre Eigenschaften Dotierung Anwendungsbeispiel: Funktion der Diode Bisher Bekanntes: Leiter Isolatoren
Mehr1.17eV exp eV exp Halbleiter
7.6 Halbleiter Nichtleiter Die Bandstruktur eines Halbleiters ist gleich der Bandstruktur eines Nichtleiters. Der Hauptunterschied besteht in der Breite der Energielücke: Für einen Halbleiter ist die Energielücke
MehrOriginaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik! Original document contains a graphic at this position!
FUNKTIONSWEISE Thema : HALBLEITERDIODEN Die Eigenschaften des PN-Überganges werden in Halbleiterdioden genutzt. Die p- und n- Schicht befinden sich einem verschlossenen Gehäuse mit zwei Anschlussbeinen.
MehrTRANSISTORKENNLINIEN 1 (TRA 1) DANIEL DOLINSKY UND JOHANNES VRANA
TRANSISTORKENNLINIEN 1 (TRA 1) DANIEL DOLINSKY UND JOHANNES VRANA Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung... 1 2. Messverfahren... 1 3. Bemerkung zur Fehlerrechnung... 1 4. Stromverstärkungsfaktor... 2 5. Eingangskennlinie...
MehrElektrizitätsleitung in Halbleitern
Elektrizitätsleitung in Halbleitern Halbleiter sind chemische Elemente, die elektrischen Strom schlecht leiten. Germanium, Silicium und Selen sind die technisch wichtigsten Halbleiterelemente; aber auch
MehrHalbleiter, Dioden. wyrs, Halbleiter, 1
Halbleiter, Dioden Halbleiter, 1 Inhaltsverzeichnis Aufbau & physikalische Eigenschaften von Halbleitern Veränderung der Eigenschaften mittels Dotierung Vorgänge am Übergang von dotierten Materialen Verhalten
MehrAtom-, Molekül- und Festkörperphysik
Atom-, Molekül- und Festkörperphysik für LAK, SS 2013 Peter Puschnig basierend auf Unterlagen von Prof. Ulrich Hohenester 10. Vorlesung, 27. 6. 2013 Halbleiter, Halbleiter-Bauelemente Diode, Solarzelle,
MehrFreie Elektronen bilden ein Elektronengas. Feste positive Aluminiumionen. Abb. 1.1: Metallbindung: Feste Atomrümpfe und freie Valenzelektronen
1 Grundlagen 1.1 Leiter Nichtleiter Halbleiter 1.1.1 Leiter Leiter sind generell Stoffe, die die Eigenschaft haben verschiedene arten weiterzuleiten. Im Folgenden steht dabei die Leitfähigkeit des elektrischen
MehrAn welche Stichwörter von der letzten Vorlesung können Sie sich noch erinnern?
An welche Stichwörter von der letzten Vorlesung können Sie sich noch erinnern? Elektronen und Löcher 3 2 3 2L 2mkT Eg nn e p exp 2 2 kt n e 3 3/2 2L 2mkT Eg np exp 2 2 2kT Die FermiEnergie liegt in der
MehrPS 7 - Halbleiter I. 1. Der reine Halbleiter
PS 7 - Halbleiter I 1. Der reine Halbleiter Halbleiter, genauer gesagt ihre Leitfähigkeit, hängt stark von der Temperatur ab. Im Gegensatz zu Metallen, die im Allgemeinen so genannte Kaltleiter (auch PTC
Mehr12. Vorlesung. Logix Schaltungsanalyse Elektrische Schaltelemente Logikschaltungen Diode Transistor Multiplexer Aufbau Schaltungsrealisierung
2. Vorlesung Logix Schaltungsanalyse Elektrische Schaltelemente Logikschaltungen Diode Transistor Multiplexer Aufbau Schaltungsrealisierung Campus-Version Logix. Vollversion Software und Lizenz Laboringenieur
MehrDie Potentialbarriere. Bardeen - Shockley - Brattain (Bell Labs.)
Die Bardeen - Shockley - Brattain (Bell Labs.) Übersicht Wiederholung Haynes Shockley Experiment Manipulation der elektrischen Eigenschaften Extrinsischer oder Dotierungshalbleiter Elektrisches Feld im
Mehr= e kt. 2. Halbleiter-Bauelemente. 2.1 Reine und dotierte Halbleiter 2.2 der pn-übergang 2.3 Die Diode 2.4 Schaltungen mit Dioden
2. Halbleiter-Bauelemente 2.1 Reine und dotierte Halbleiter 2.2 der pn-übergang 2.3 Die Diode 2.4 Schaltungen mit Dioden Zu 2.1: Fermi-Energie Fermi-Energie E F : das am absoluten Nullpunkt oberste besetzte
MehrHalbleiterbauelemente
Halbleiterbauelemente Martin Adam 9. November 2005 Inhaltsverzeichnis 1 Versuchsbeschreibung 2 1.1 Ziel................................... 2 1.2 Aufgaben............................... 2 2 Vorbetrachtungen
MehrGrundlagen der Technischen Informatik
Grundlagen der Technischen Informatik Dr. Wolfgang Koch Friedrich Schiller Universität Jena Fakultät für Mathematik und Informatik Rechnerarchitektur wolfgang.koch@uni-jena.de Inhalt Grundlagen der Techn.
MehrKapitel 7 Halbleiter/Bauelemente
Kapitel 7 Halbleiter/Bauelemente Bändermodel, Durch Wechselwirkung der Elektronen über mehrere Atomabstände kommt es zur Ausbildung von Energiebändern (vgl. diskrete Energien Bohr sche Atommodell) Valenzband=leicht
MehrHalbleitergrundlagen
Halbleitergrundlagen Energie W Leiter Halbleiter Isolator Leitungsband Verbotenes Band bzw. Bandlücke VB und LB überlappen sich oder LB nur teilweise mit Elektronen gefüllt Anzahl der Elektronen im LB
MehrDie Diode. Roland Küng, 2009
Die Diode Roland Küng, 2009 Halbleiter Siliziumgitter Halbleiter Eine aufgebrochene kovalente Bindung (Elektronenpaar) produziert ein Elektron und ein Loch Halbleiter Typ n z.b. Phosphor Siliziumgitter
MehrPhysikalisches Grundpraktikum E7 Diodenkennlinie und PLANCK-Konstante
E7 Diodenkennlinie und PLANCK-Konstante Aufgabenstellung: Bestimmen e die Schleusenspannungen verschiedenfarbiger Leuchtdioden aus den Strom- Spannungs-Kennlinien. Bestimmen e anhand der Emissionswellenlängen
MehrE 2 Temperaturabhängigkeit elektrischer Widerstände
E 2 Temperaturabhängigkeit elektrischer Widerstände 1. Aufgaben 1. Für die Stoffe - Metall (Kupfer) - Legierung (Konstantan) - Halbleiter (Silizium, Galliumarsenid) ist die Temperaturabhängigkeit des elektr.
MehrEinfaches Halbleitermodell
Kapitel 9 Einfaches Halbleitermodell 9.1 Aufbau des liziumkristallgitters Der Inhalt dieses Kapitels ist aus Bauer/Wagener: Bauelemente und Grundschaltungen der Elektronik entnommen. Auf der äußeren Schale
MehrNichtlineare Bauelemente - Protokoll zum Versuch
Naturwissenschaft Jan Hoppe Nichtlineare Bauelemente - Protokoll zum Versuch Praktikumsbericht / -arbeit Anfängerpraktikum, SS 08 Jan Hoppe Protokoll zum Versuch: GV Nichtlineare Bauelemente (16.05.08)
MehrTechnische Grundlagen der Informatik
Technische Grundlagen der Informatik WS 2008/2009 3. Vorlesung Klaus Kasper WS 2008/2009 Technische Grundlagen der Informatik Inhalt Wiederholung Kapazität, Induktivität Halbleiter, Halbleiterdiode Wechselspannung
Mehr5.5 Drehstrom, Mehrphasenwechselstrom
5.5 Drehstrom, Mehrphasenwechselstrom Mehrere (hier: N = 3) Wechselspannungen gleicher Frequenz und äquidistanter Phasenverschiebung 2p/N (hier: 2,09 rad oder 120 ) n 1 U n U0 cos t 2p N Relativspannung
MehrVersuch E21 - Transistor als Schalter. Abgabedatum: 24. April 2007
Versuch E21 - Transistor als Schalter Sven E Tobias F Abgabedatum: 24. April 2007 Inhaltsverzeichnis 1 Thema des Versuchs 3 2 Physikalischer Kontext 3 2.1 Halbleiter und ihre Eigenschaften..................
MehrGrundlagen Elektronik
Grundlagen Elektronik Halbleiter Aufbau und Eigenschaften von Silizium Herstellung eines Halbleiters 1. Diode Der PN-Übergang & Die Diffusionsspannung Eigenschaften einer Halbleiterdiode Erklärung der
MehrStrom und Spannungsmessung, Addition von Widerständen, Kirchhoffsche Regeln, Halbleiter, p-n-übergang, Dioden, fotovoltaischer Effekt
Versuch 27: Solarzellen Seite 1 Aufgaben: Vorkenntnisse: Lehrinhalt: Literatur: Messung von Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung von Solarzellen, Messung der I-U-Kennlinien von Solarzellen, Bestimmung
MehrVersuchsprotokoll. Diodenkennlinien und Diodenschaltungen. Dennis S. Weiß & Christian Niederhöfer. SS 98 / Platz 1. zu Versuch 2
Dienstag, 5.5.1998 SS 98 / Platz 1 Dennis S. Weiß & Christian Niederhöfer Versuchsprotokoll (Elektronik-Praktikum) zu Versuch 2 Diodenkennlinien und Diodenschaltungen 1 Inhaltsverzeichnis 1 Problemstellung
MehrVersuch 2: Kennlinienaufnahme einer pn-diode in Abhängigkeit der Temperatur
Bergische Universität Wuppertal Praktikum Fachbereich E Werkstoffe und Grundschaltungen Bachelor Electrical Engineering Univ.-Prof. Dr. T. Riedl WS 20... / 20... Hinweis: Zu Beginn des Praktikums muss
MehrINSTITUT FÜR ANGEWANDTE PHYSIK Physikalisches Praktikum für Studierende der Ingenieurswissenschaften Universität Hamburg, Jungiusstraße 11
INSTITUT FÜR ANGEWANDTE PHYSIK Physikalisches Praktikum für Studierende der Ingenieurswissenschaften Universität Hamburg, Jungiusstraße 11 Halleffekt 1 Ziel Durch Messungen des Stroms und der Hallspannung
Mehr14. November Silizium-Solarzelle. Gruppe 36. Simon Honc Christian Hütter
14. November 25 Silizium-Solarzelle Gruppe 36 Simon Honc shonc@web.de Christian Hütter Christian.huetter@gmx.de 1 I. Inhaltsverzeichnis I. Inhaltsverzeichnis... 2 II. Theoretische Grundlagen... 3 1. Das
MehrKontakte zwischen Metallen und verschiedenen Halbleitermaterialien
UniversitätQOsnabrück Fachbereich Physik Dr. W. Bodenberger Kontakte zwischen Metallen und verschiedenen Halbleitermaterialien Betrachtet man die Kontakstelle zweier Metallischer Leiter mit unterschiedlichen
MehrPhysikalisches Grundpraktikum V13 PLANCKsches Wirkungsquantum & LED
Aufgabenstellung: Bestimmen e die Schleusenspannungen verschiedenfarbiger Leuchtdioden aus den Strom- Spannungs-Kennlinien. Bestimmen e anhand der Emissionswellenlängen das PLANCKsche Wirkungsquantum h.
MehrHalbleiter und Nanostrukturen - Fragen zum Bipolartransistor, Praktikum, Prof. Förster
Halbleiter und Nanostrukturen - Fragen zum Bipolartransistor, Praktikum, Prof. Förster Christoph Hansen chris@university-material.de Dieser Text ist unter dieser Creative Commons Lizenz veröffentlicht.
Mehr1 Metallisierung. 1.1 Der Metall-Halbleiter-Kontakt Kontaktierung von dotierten Halbleitern. 1.1 Der Metall-Halbleiter-Kontakt
1 isierung 1.1 Der -Halbleiter-Kontakt 1.1.1 Kontaktierung von dotierten Halbleitern Nach der Herstellung der Transistoren im Siliciumsubstrat müssen diese mittels elektrischer Kontakte miteinander verbunden
MehrTransistorkennlinien 1 (TRA 1)
Physikalisches Praktikum Transistorkennlinien 1 (TRA 1) Ausarbeitung von: Manuel Staebel 2236632 Michael Wack 2234088 1. Messungen, Diagramme und Auswertungen Der Versuch TRA 1 soll uns durch das Aufstellen
MehrHalbleiter, Dioden. wyrs, Halbleiter, 1
Halbleiter, Dioden Halbleiter, 1 Inhaltsverzeichnis Aufbau & physikalische Eigenschaften von Halbleitern Veränderung der Eigenschaften mittels Dotierung Vorgänge am Übergang von dotierten Materialen Verhalten
MehrLeiter, Halbleiter, Isolatoren
eiter, Halbleiter, Isolatoren lektronen in Festkörpern: In einzelnem Atom: diskrete erlaubte nergieniveaus der lektronen. In Kristallgittern: Bänder erlaubter nergie: gap = Bandlücke, pot Positionen der
MehrPraktikum Lasertechnik, Protokoll Versuch Halbleiter
Praktikum Lasertechnik, Protokoll Versuch Halbleiter 16.06.2014 Ort: Laserlabor der Fachhochschule Aachen Campus Jülich Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Fragen zur Vorbereitung 2 3 Geräteliste 2 4 Messung
MehrFestkörper. Festkörper
Festkörper Einteilung der Materie in drei Aggregatszustände: fest, flüssig, gasförmig Unterscheidung Festkörper behält seine Form Nachteil: Ungenaue Abgrenzung Beispiel: Ist Butter Festkörper oder Flüssigkeit
MehrPhysikalisches Praktikum 3. Semester
Torsten Leddig 09.November 2004 Mathias Arbeiter Betreuer: Dr.Hoppe Physikalisches Praktikum 3. Semester - passive nichtlineare passive Zweipole - 1 Theorie: Ladungsträgertransport in Metallen: gerichtete
Mehr5. Kennlinien elektrischer Leiter
KL 5. Kennlinien elektrischer Leiter 5.1 Einleitung Wird an einen elektrischen Leiter eine Spannung angelegt, so fliesst ein Strom. Als Widerstand des Leiters wird der Quotient aus Spannung und Strom definiert:
MehrDetektoren in der Kern- und Teilchenphysik Szintillationsdetektoren Ionisationsdetektoren Halbleiterdetektoren
Wechselwirkung geladener Teilchen in Materie Physik VI Sommersemester 2008 Detektoren in der Kern- und Teilchenphysik Szintillationsdetektoren Ionisationsdetektoren Halbleiterdetektoren Szintillationsdetektoren
MehrSpezifischer Widerstand fester Körper. Leiter Halbleiter Isolatoren. Kupferoxid
R. Brinkmann http://brinkmann-du.de Seite 1 26.11.2013 Halbleiter Widerstandsbestimmung durch Strom - Spannungsmessung Versuch: Widerstandsbestimmung durch Strom und Spannungsmessung. 1. Leiter : Wendel
MehrTemperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von Metallen und Halbleitern
Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von Metallen und Halbleitern Gruppe 24: Alex Baumer, Axel Öland, Manuel Diehm 17. Februar 2005 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Grundlagen 1 2.1
MehrPhysikalisches Praktikum II Bachelor Physikalische Technik: Lasertechnik Prof. Dr. H.-Ch. Mertins, MSc. M. Gilbert
Physikalisches Praktikum II Bachelor Physikalische Technik: Lasertechnik Prof. Dr. H.-Ch. Mertins, MSc. M. Gilbert FK05 Solarzelle und Photowiderstand (Pr_PhII_FK05_Solarzelle_7, 25.10.2015) 1. 2. Name
MehrMikroprozessor - und Chiptechnologie
Mikroprozessor - und Chiptechnologie I 1 1 Halbleiterfunktionen 2 8 Halbleiterbauelemente 8 Halbleiterbauelemente 8.1 Grundlagen 8.2 Dioden 8.3 Transistoren 8.4 Einfache Grundschaltungen Als halbleitend
Mehr15. Vom Atom zum Festkörper
15. Vom Atom zum Festkörper 15.1 Das Bohr sche Atommodell 15.2 Quantenmechanische Atommodell 15.2.1 Die Hauptquantenzahl n 15.2.2 Die Nebenquantenzahl l 15.2.3 Die Magnetquantenzahl m l 15.2.4 Die Spinquantenzahl
MehrBestimmung des planckschen Wirkungsquantums aus der Schwellenspannung von LEDs (A9)
25. Juni 2018 Bestimmung des planckschen Wirkungsquantums aus der Schwellenspannung von LEDs (A9) Ziel des Versuches In diesem Versuch werden Sie sich mit Light Emitting Diodes (LEDs) beschäftigen, diese
Mehr4. Fehleranordnung und Diffusion
4. Fehleranordnung und Diffusion 33 4. Fehleranordnung und Diffusion Annahme: dichtes, porenfreies Oxid Materialtransport nur durch Festkörperdiffusion möglich Schematisch: Mögliche Teilreaktionen:. Übergang
MehrGleichstromkreis. 2.2 Messgeräte für Spannung, Stromstärke und Widerstand. Siehe Abschnitt 2.4 beim Versuch E 1 Kennlinien elektronischer Bauelemente
E 5 1. Aufgaben 1. Die Spannungs-Strom-Kennlinie UKl = f( I) einer Spannungsquelle ist zu ermitteln. Aus der grafischen Darstellung dieser Kennlinie sind Innenwiderstand i, Urspannung U o und Kurzschlussstrom
MehrTechnische Grundlagen der Informatik
Technische Grundlagen der Informatik WS 2008/2009 2. Vorlesung Klaus Kasper WS 2008/2009 Technische Grundlagen der Informatik Inhalt Wiederholung Strom und Spannung Ohmscher Widerstand und Ohmsches Gesetz
MehrDie Silizium - Solarzelle
Die Silizium - Solarzelle 1. Prinzip einer Solarzelle Die einer Solarzelle besteht darin, Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Die entscheidende Rolle bei diesem Vorgang spielen Elektronen
MehrLeistungsbauelemente
I (Kurs-Nr. 21645), apl. Prof. Dr. rer. nat. Fakultät für Mathematik und Informatik Fachgebiet Elektrotechnik und Informationstechnik ( ) D-58084 Hagen 1 Gliederung Einleitung Physikalische Grundlagen
MehrGrundlagen der Rechnerarchitektur
Grundlagen der Rechnerarchitektur [CS3100.010] Wintersemester 2014/15 Tobias Scheinert / (Heiko Falk) Institut für Eingebettete Systeme/Echtzeitsysteme Ingenieurwissenschaften und Informatik Universität
Mehr3. Halbleiter und Elektronik
3. Halbleiter und Elektronik Halbleiter sind Stoe, welche die Eigenschaften von Leitern sowie Nichtleitern miteinander vereinen. Prinzipiell sind die Elektronen in einem Kristallgitter fest eingebunden
MehrFestkörperelektronik 2008 Übungsblatt 6
Lichttechnisches Institut Universität Karlsruhe (TH) Prof. Dr. rer. nat. Uli Lemmer Dipl.-Phys. Alexander Colsmann Engesserstraße 13 76131 Karlsruhe Festkörperelektronik 6. Übungsblatt 10. Juli 2008 Die
MehrVorbereitung: Eigenschaften elektrischer Bauelemente
Vorbereitung: Eigenschaften elektrischer Bauelemente Marcel Köpke & Axel Müller 15.06.2012 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen 3 2 Aufgaben 7 2.1 Temperaturabhängigkeit............................ 7 2.2 Kennlinien....................................
MehrArbeitsblatt: U-I-Kennlinien von Dioden
Arbeitsblatt: U-I-Kennlinien von Dioden Mit dem folgenden Versuch soll die U-I-Kennlinie von Dioden (Si-Diode, Leuchtdiode, Infrarot-Diode (IR-Diode) aufgenommen werden. Aus der Kennlinie der IR-Diode
MehrElektrizitätslehre 3.
Elektrizitätslehre 3. Elektrischer Strom Strom = geordnete Bewegung der Ladungsträgern Ladungsträgern: Elektronen Ionen Strom im Vakuum Strom im Gas Strom in Flüssigkeit (Lösung) Strom im Festkörper Leiter
Mehr3 Halbleiter : pn-übergang, Solarzelle, Leuchtdiode. 3.1 Allgemeines F 3.1
1 3 Halbleiter : pn-übergang, Solarzelle, Leuchtdiode 3.1 Allgemeines F 3.1 N isolierte Atome werden zum Festkörper (FK) zusammengeführt Wechselwirkung der beteiligten Elektronen Aufspaltung der Energieniveaus
Mehr8. Halbleiter-Bauelemente
8. Halbleiter-Bauelemente 8.1 Reine und dotierte Halbleiter 8.2 der pn-übergang 8.3 Die Diode 8.4 Schaltungen mit Dioden 8.5 Der bipolare Transistor 8.6 Transistorschaltungen Zweidimensionale Veranschaulichung
MehrVorbereitung. e ikr u n,k (r) (1)
Physikalisches Fortgeschrittenenpraktikum Lumineszenz Vorbereitung Armin Burgmeier Robert Schittny 1 Theoretische Grundlagen 1.1 Bändermodell Zur Beschreibung der Leitungseigenschaften von Festkörpern
MehrPhysikalisches Praktikum für Studierende der Ingenieurswissenschaften Universität Hamburg, Jungiusstraße 11. Solarzellen
INSTITUT FÜR NANOTRUKTUR UND FESTKÖRPERPHYSIK Physikalisches Praktikum für Studierende der Ingenieurswissenschaften Universität Hamburg, Jungiusstraße 11 Solarzellen 1 Warum geben Solarzellen Strom? Abb.
Mehr5 Elektronik. Detaillierte Lernziele: 5.1 Mechanische Widerstände. Ich kann anhand der Farbcodetabelle Widerstandswerte (inkl. Toleranz) bestimmen.
5 ELEKTRONIK 5 Elektronik Detaillierte Lernziele: 5.1 Mechanische Widerstände Ich kann anhand der Farbcodetabelle Widerstandswerte (inkl. Toleranz) bestimmen. Ich weiss, was z.b. die IEC-Normreihe E24
MehrVersuch 1.3 Hall-Effekt
F-Praktikum: Versuch Hall-Effekt Seite 1/9 F-Praktikum Versuch 1.3 Hall-Effekt Diego Semmler, Nils Höres Inhaltsverzeichnis F-Praktikum...1 Motivation...2 Aufgabenstellung...2 Theorie...2 Das Bändermodell...2
MehrVorbereitung zum Versuch Transistorschaltungen
Vorbereitung zum Versuch Transistorschaltungen Armin Burgmeier (47488) Gruppe 5 9. Dezember 2007 0 Grundlagen 0. Halbleiter Halbleiter bestehen aus Silizium- oder Germanium-Gittern und haben im allgemeinen
Mehr11. Elektronen im Festkörper
11. Elektronen im Festkörper 11.1 Elektrische Leitung in Festkörpern 11.2 Freies Elektronengas im Sommerfeld- Modell 11.3 Bändermodell des Festkörpers 11.4 Metalle, Isolatoren und Halbleiter WS 2013/14
MehrMikroprozessor - und Chiptechnologie
Mikroprozessor - und Chiptechnologie I 1 1 Halbleiterfunktionen 2 8 Halbleiterbauelemente 8 Halbleiterbauelemente 8.1 Grundlagen 8.2 Dioden 8.3 Transistoren 8.4 Einfache Grundschaltungen Als halbleitend
Mehr11. Elektronen im Festkörper
11. Elektronen im Festkörper 11.1 Elektrische Leitung in Festkörpern 11.2 Freies Elektronengas im Sommerfeld- Modell 11.3 Bändermodell des Festkörpers 11.4 Metalle, Isolatoren und Halbleiter 1 11.4 Metalle,
MehrElektrische Leistung und Joulesche Wärme
lektrische eistung und Joulesche Wärme lektrische eistung: lektrische Arbeit beim Transport der adung dq über Spannung U: dw el = dq U Wenn dies in einer Zeit dt geschieht (U = const.), so ist die eistung
MehrVersuchsvorbereitung: Widerstandskennlinien
Versuchsvorbereitung: Widerstandskennlinien (P2-51,52) Christian Buntin, Jingfan Ye Gruppe Mo-11 Karlsruhe, 7. Juni 2010 Inhaltsverzeichnis 1 Temperaturabhängigkeit eines Halbleiterwiderstands 4 2 Spannungsabhängigkeit
Mehr-Dioden- -Strom- und Spannungsmessung bei einer Halbleiterdiode-
-Dioden- Dioden sind Bauelemente, durch die der Strom nur in eine Richtung fliessen kann. Sie werden daher häufig in Gleichrichterschaltungen eingesetzt. Die Bezeichnung Diode ist aus der griechischen
MehrF02. Bandabstand von Germanium
F02 Bandabstand von Germanium Im Versuch wird der elektrische Widerstand eines Halbleiterstücks aus Germanium in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen. Mit höherer Temperatur werden gemäß Gleichung
Mehr2.2.2 Mechanismen der elektrischen Leitung Ohm sches Verhalten (U I bei T = const ) zeigen verschiedenste Materialien mit unterschiedlichen mikroskopischen Mechanismen der elektrischen Leitung: Metalle
MehrFAKULTÄT FÜR ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK
Elektronik 1 - Bauelemente Vorlesung 5, 09.11.2017 Nils Pohl FAKULTÄT FÜR ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK Lehrstuhl für Integrierte Systeme Organisatorisches Terminübersicht 02.11. 12:15 Vorlesung
MehrElektronische Bauelemente
Elektronische Bauelemente Für Studenten des FB ET / IT Prof. M. Hoffmann Handout 9 Diode Hinweis: Bei den Handouts handelt es sich um ausgewählte Schlüsselfolien und Zusammenfassungen. Die Handouts repräsentieren
MehrVORBEREITUNG: ELEKTRISCHE WIDERSTÄNDE
VORBEREITUNG: ELEKTRISCHE WIDERSTÄNDE FREYA GNAM, TOBIAS FREY VORÜBERLEGUNGEN Halbleiter. Ein Festkörper, meist aus Silizium, der je nach Temperatur sowohl als Leiter, als auch als Nichtleiter wirken kann,
MehrVorbereitung. Von Jan Oertlin und Ingo Medebach 29. Juni 2010
Versuch P2-50: Eigenschaften elektrischer Bauelemente Vorbereitung Inhaltsverzeichnis Von Jan Oertlin und Ingo Medebach 29. Juni 2010 0 Grundlagen 2 0.1 Bändermodell.........................................
Mehr5. Halbleiter und P-N-Übergang
5. Halbleiter und P-N-Übergang Thomas Zimmer, Universität Bordeaux, Frankreich Inhaltverzeichnis Lernziele... 2 Physikalischer Hintergrund von Halbleitern... 2 Der Siliziumkristall... 2 Die Energiebänder...
MehrLufthansa B1 Lehrgang Unterrichtsmitschrift Modul M4 Electronic Fundamentals
Halbleiter Halbleiter sind stark abhängig von : - der mechanischen Kraft (beeinflusst die Beweglichkeit der Ladungsträger) - der Temperatur (Zahl und Beweglichkeit der Ladungsträger) - Belichtung (Anzahl
MehrAbb. 1 Solarzellen PHOTOVOLTAIK. Stefan Hartmann
Abb. 1 Solarzellen PHOTOVOLTAIK Stefan Hartmann 1 Gliederung Einführung Grundlegendes zu Halbleitern Generation und Rekombination pn-übergang Zusammenfassung: Was läuft ab? Technisches 2 Einführung Abb.
Mehr6/2 Halbleiter Ganz wichtige Bauteile
Elektronik 6/2 Seite 1 6/2 Halbleiter Ganz wichtige Bauteile Erforderlicher Wissensstand der Schüler Begriffe: Widerstand, Temperatur, elektrisches Feld, Ionen, Isolator Lernziele der Unterrichtssequenz
Mehr3 Elektrische Leitung
3. Strom und Ladungserhaltung 3 Elektrische Leitung 3. Strom und Ladungserhaltung Elektrischer Strom wird durch die Bewegung von Ladungsträgern hervorgerufen. Er ist definiert über die Änderung der Ladung
MehrUniversitätQ Osnabrück Fachbereich Physik Dr. W. Bodenberger
UniversitätQ Osnabrück Fachbereich Physik Dr. W. Bodenberger Statistik der Elektronen und Löcher in Halbleitern Die klassische Theorie der Leitungselektronen in Metallen ist nicht anwendbar auf die Elektronen
MehrVersuchsprotokoll von Thomas Bauer und Patrick Fritzsch. Münster, den
E8 Kennlinien Versuchsprotokoll von Thomas Bauer und Patrick Fritzsch Münster, den 08.01.2001 INHALTSVERZEICHNIS 1. Einleitung 2. Theoretische Grundlagen 2.1 Metalle 2.2 Halbleiter 2.3 Gasentzladugen 3.
MehrBeispielklausur 3 - Halbleiterbauelemente. Aufgabe 1: Halbleiterphysik I Punkte
Aufgabe 1: Halbleiterphysik I Punkte 1.1) Skizzieren Sie das Bändermodell eines mit Bor (dritte Hauptgruppe) dotierten Halbleiters. Zeichnen Sie das Störstellenniveau (ca. 100meV oberhalb der Valenzbandenergie),
MehrElektronische Bauelemente
Elektronische Bauelemente Potenzial durch Elementarladungen 0 2-2 4-4 6-6 8-8 10-10 12-12 14-14 -4-4 } } U[eV] Potenzial in Volt 0 } -3-3 -2-2 -1-1 0 0 1 1 Abstand zum Rand in nm 2 2 33 frei Strom leitend
MehrDuE-Tutorien 17 und 18
DuE-Tutorien 17 und 18 Tutorien zur Vorlesung Digitaltechnik und Entwurfsverfahren Christian A. Mandery TUTORIENWOCHE 5 AM 02.12.2011 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum
MehrHalbleiter. pn-übergang Solarzelle Leuchtdiode
Halbleiter pn-übergang Solarzelle Leuchtdiode Energie der Elektronenzustände von Natrium als Funktion des Abstandes a der Natriumatome a 0 ist der Abstand im festen Natrium 3.1a Spezifischer elektrischer
MehrGeschichte der Halbleitertechnik
Geschichte der Halbleitertechnik Die Geschichte der Halbleitertechnik beginnt im Jahr 1823 als ein Mann namens v. J. J. Berzellus das Silizium entdeckte. Silizium ist heute das bestimmende Halbleitermaterial
MehrVersuch 21. Der Transistor
Physikalisches Praktikum Versuch 21 Der Transistor Name: Christian Köhler Datum der Durchführung: 07.02.2007 Gruppe Mitarbeiter: Henning Hansen Assistent: Jakob Walowski testiert: 3 1 Einleitung Der Transistor
MehrPhysik und Sensorik. Photodetektoren. Chemnitz 8. Oktober 2017 Prof. Dr. Uli Schwarz
Photodetektoren Optische Sensoren Z.B. Transmission durch Gewebe Lichtquelle Gewebe Photodetektor Verstärker Bildquelle: http://www2.hs-esslingen.de/~johiller/pulsoximetrie/pics/po06.jpg 2 Photodetektoren
MehrErnst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald / Institut für Physik Physikalisches Grundpraktikum
Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald / Institut für Physik Physikalisches Grundpraktikum Praktikum für Physiker Versuch E11: Kennlinien von Halbleiterdioden Name: Versuchsgruppe: Datum: Mitarbeiter
Mehr