Hallo Fragewurm,
Gegenfrage:
Was ist der Unterschied zwischen Isolator und Leiter, bezogen
auf das Verhalten der Elektronen ?
Die Valenzelektronen sind nicht an die Atomrümpf „gebunden“,
sondern können sich „frei“ bewegen. Da ihr Verhalten dem von
Gasatomen/-molekülen ähnelt, spricht man von einem
„Elektronengas“. Inwiefern soll mir dies nun helfen?
Wie verhalten sich Si und Ge bei Raumtemperatur ?
Übrigens ist Glas auch ein Halbleiter, leitet aber erst wenn es „etwas wärmer“ ist 
Nein, leider nicht 
Hmmm, dannn sollte man wohl nicht alles glauben was man so in
alten Schulbüchern liest. Da steht nämlich, dass ein
p-dotierter Halbleiter keine Leitungselektronen besitzt und
ein n-dotierter Halbleiter über keine Löcher verfügt.
Das Ganze ist sowieso ein Modell.
Die Löcherleitung ist nur eine Vereinfachung.
Dort wo die Löcher sind fehlt ein Elektron !
Genau genommen verschiebt sich ein Loch, indem sich eine Elektron bewegt.
Etwas das fehlt, kann man ja nicht bewegen !
Das ist wie mit den Cola-Dosen im Karton. Dort wo du eine Dose rausnimmst, entsteht ein Loch, aber ein Loch kannst du nicht bewegen, nur die Dosen !
Um jetzt noch etwas mehr Verwirrung zu stiften:
Die physikalische und der technische Stromrichtung sind ja einander entgegengesetzt. Die technische Flussrichtung ist eigentlich der „Löcherstrom“.
Dies ist historisch bedingt. Als man noch gar nicht wusste, dass es Elektronen gibt, konnte man an galvanischen Experimenten beobachten, wie Material an einer Elektrode abgetragen und an der anderen angesetzt hat. Man dachte damals, dass der Strom das Material mit sich reisst. Das sich aber die Elektronen in die entgegengesetzte Richtung der Ionen bewegen, wusste man damals noch nicht.
Jetzt sollte auch klar sein, wie der „Strom“ zu seinem Namen kam.
Dann musst du dir noch über die Grössenordnung im klaren sein.
Bezogen auf Silizium hast du etwa 1 Fremdatom auf 106 - 107 Si-Atome.
(Tabelle unten auf der Seite:
http://de.wikipedia.org/wiki/Dotierung)
Bezogen auf die Einwohnerzahl Deutschlands ergäbe das rund 8 Fremdatome (bei 106) für ganz Deutschland.
Eine Kleinigkeit wurde bis jetzt noch unterschlagen.
Praktisch ist es nicht möglich 100% reine Halbleiter herzustellen. Da sind also noch einige ungewollte Fremdatome drin. Allerdings sind das einige Zehnerpotenzen weniger als die Dotierung. Die aktuell herstellbaren Reinheitsgrade kenne ich aber gerade nicht.
Ich verstehe aber immer noch nicht, wann genau Rekombinationen
stattfinden. Finden diese bei konstanter Temperatur auch in
Halbleitern statt, ohne dass sich dabei aber die
durchschnittliche Anzahl an Löcher und freien Elektronen
ändert?
Die Frage enthält einen Fehler
Betrachten wir einen pn-Übergang:
Ein freies Elektron hüpft nun aus der n-Zone an die Stelle eines Lochs in der p-Zone.
Nun hast du:
- 1 freies Elektron weniger im System (das ist ja nun ans Loch gebunden).
- Ein aufgefülltes Loch, aber Löcher zählen nicht
- Eine Stelle an welcher ein freies Elektron fehlt.
Solange keine externe Stromquelle angeschlossen ist, ändert sich an der Zahl der Ladungsträger (Elektronen und Protonen) im System nichts.
Können von Aussen Elektronen nachrücken (Stromquelle) wird es komplizierter. Dann muss man zuerst die Polarität und auch die Spannung berücksichtigen.
Wenn also ein n-Leiter auch immer über eine kleine Anzahl von
Löcher verfügt, diese also nicht durch die in grosser Anzahl
vorhandenen Leitungselektronen gefüllt werden, wieso fallen
dann eben diese Leitungselektronen bei der Entstehung einer
Sperrschicht in die Löcher des p-dotierten Halbleiters?
Dies liegt am Valenzband und ist eine Materialkonstante des Halbleiters.
Zwischen unterschiedlichen Landungen entsteht immer ein elektrisches Feld.
Bei Si benötigt man eine externe Spannung von etwa 0.6V um die Sperrschicht zu überwinden. Bei Ge sind es etwa 0.3V.
MfG Peter(TOO)
