## Halbleiter

<left>
* Bestehen aus einer Gitterstruktur
* 4 geteilte Elektronen auf der äußeren Schale
* Sind eigentlich Isolatoren
* Können durch Temperaturanstieg, Licht oder Dotierung zu Leitern werden
</left>
<right>
[picture:854:a_silizium_halbleiter:Silizium Halbleiterkristall]
</right>
<note>
Häufige Halbleitergrundstoffe: Silizium (Si), Germanium (Ge), Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP), Zinkoxid (ZnO)
</note>
---
[question:AB104]
---
## Dotierung

* "Verunreinigung" der Halbleiter
* Stoffe mit 5 Elektronen auf der äußeren Schale $\rightarrow$ Elektronenüberschuss $\rightarrow$ *n-Dotierung*
* Stoffe mit 3 Elektronen auf der äußeren Schale $\rightarrow$ Elektronenmangel ("Loch") $\rightarrow$ *p-Dotierung*

---
<left>
[picture:855:a_n_dotierung:n-Dotierung mit Phosphor]
</left>
<right>
[picture:856:a_p_dotierung:p-Dotierung mit Bor]
</right>
<note>
Löcher sind eigentlich nicht beweglich, aber durch den Elektronenfluss sieht es so aus, als ob sie sich bewegen würden
</note>
---
[question:AB105]
---
[question:AB106]
---
[question:AB107]
--- style="font-size: 0.7em;"
## Kombination

<left>
[picture:857:a_pn_uebergang:PN-Übergang]
* n-dotierter Halbleiter an p-dotieren Halbleiter
* Elektronen aus dem n-dotieren Gebiet wandern in das p-dotierte Gebiet $\rightarrow$ *Diffusion*
</left>
<right>
* Es entsteht eine *Verarmungszone* oder *Sperrschicht*
* Über der *Sperrschicht* liegt ein elektrisches Feld
* Austausch stoppt, sobald das elektrische Feld für die Elektronen zu stark ist
</right>

--- style="font-size: smaller;"
[question:AB108]
--- style="font-size: 0.7em;"
## pn-Diode in Durchlassrichtung

<left>
[picture:956:a_pn_uebergang_mit_spannung:PN-Übergang mit externer Spannung]
* Anlegen einer Spannung am p-Gebiet (*Anode*)
* Spannung muss positiver als am n-Gebiet (*Kathode*) sein
</left>
<right>
* Spannung zieht Elektronen über die Sperrschicht hinweg
* Sperrschicht wird abgebaut und ein Strom fließt in *Durchlassrichtung*
</right>
---
[question:AC402]
---
### pn-Diode im Sperrbetrieb
<left>
[picture:957:a_pn_uebergang_mit_spannung:PN-Übergang mit externer Spannung]
* Positive Spannung an der Kathode
</left>
<right>
* Sperrschicht vergrößert sich
* Stromfluß stoppt und die Diode sperrt
</right>
---
[question:AB109]