Hallo,
ich habe ein kleines Verständigungsproblem was Halbleiter oder
besser gesagt, dotierte Halbleiter angeht.
Dotierte Halbleiter bestehen ja im Gegensatz zu „normalen“
Halbleitern noch aus Fremdatomen. Dabei gibt es die
p-dotierten und n-dotierten Halbleiter.
Ich weis auch, dass ein p-dotierter Halbleiter einen
Elektronenmangel hat und dadurch positiv geladen ist.
Das ist so nicht richtig. Ein dotierter HL (egal ob p- oder n-) ist grundsätzlich nicht geladen. Es wird ja mit Atomen nicht mir Ionen dotiert. D.h. das eingebrachte Fremdatom ist nach außen elektrisch neutral, es hat genausoviele Elektronen wie Protonen.
Was beim Dotieren passiert: Ein Fremdatom wird in das Siliziumgitter eingebaut, und dieses Fremdatom hat eine Bindungsmöglichkeit weniger oder mehr als das Si. Da das Fremdatom im Si-Gitter eingebaut ist, werden vier Bindungen benötigt. In einem Fall „hängt“ ein Elektron ungebunden rum, und steht nun dem Ladungstransport zur Verfügung, das ist dann die Elektronenleitung.
Im anderen Fall ist ein Elektron zu wenig, das Fremdatom hat nur drei Bindungsmöglichkeiten. D.h. an einer Stelle (wo das Fremdatom sitzt) hat das Si-Gitter ein Elektron zu wenig. An einer benachbarten (eigentlich abgesättigten) Bindung wird ein Elektron „gestohlen“. Dieses „Stehlen“ zieht sich durch das ganze Gitter. Von oben betrachtet sieht es so aus, als ob ein „Loch“ durch das Gitter wandert. Dieser Effekt wird als „Löcherleitung“ bezeichnet.
Meine Frage bzw mein Verständigungsproblem: wieviel solcher
Löcher hat ein solcher Halbleiter?
Wie oben erwähnt, ein Fremdatom erzeugt ein Loch. (im Normalfall)
Ist ja bestimmt von dem
Stoff abhängig, den ich zum dotieren verwende. Aber können es
innerhalb eines Halbleiters mehr Löcher (bzw. für den anderen
Fall mehr Elektronen) werden indem ich den Halbleiter erhitze
oder ich da strom durchführe?
Nein, aber die Beweglichkeit der Elektronen wird vergrößert, und dadurch natürlich auch die „Beweglichkeit der Löcher“
Wenn ich den Halbleiter habe z.B. einen Draht und den auf
einer seite erhitze so habe ich verstanden, dass die
elektronen alle auf die kalte Seite „wandern“. Was wenn ich
zwei verschiedene Halbleiter miteinander gekoppelt habe? Dann
wandern ja die Elektronen auch, aber können es wie gesagt mehr
oder weniger werden? Kann es mal passieren, dass die
Elektronen alle werden?
Diesen Gedanken verstehe ich nicht ganz.
Was heist es ist ein dynamisches Gleichgewicht vorhanden?
Heisst es, je nachdem welchen Stoff ich zum dotieren genommen
habe hab ich ein oder zwei löcher bzw. ein oder zwei
Elektronen zuviel und das ständig, nur mit der Frage wo?
Hmm, ich weiß nicht genau, was du mit dynamischen Gleichgeweicht bezeichnest, aber…
Die Anzahl der Löcher kann nur durch die Menge der eingebrachten Fremdatome verändert werden. Und wie oben beschrieben, ein „Loch wandert“, indem immer ein Elektron aus einer Bindung in ein benachbartes Loch „springt“ und damit an der ursprünglichen Stelle ein Loch „erzeugt“. Wenn die Temperatur steigt, dann ist die Beweglichkeit der Elektronen größer, d.h. pro Zeiteineit springen mehr Elektronen, aber natürlich kann ein Elektron immer nur springen, wenn in der Nachbarschaft ein Loch besteht.
Gerhard
Vielen Dank für die Unterstützung,
MfG Stefanie
Bei hoher Temperatur nehmen aber die Gitterschwingungen im Halbleiter zu. Je nach Temperatur kanns dabei zu einer Erhöhung und auch zu einem Absinken der Elektronen-/Löcherbeweglichkeit kommen.