Elektronik Analog Teil 1: Diode / Atomtherorie
Grundlagen Elektronik Analogtechnik Bauelemente Repetition Teil 1 Niveau Berufsschule: Elektroinstallateur, Projektleiter
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Aus welchen Bestandteilen ist ein Atom aufgebaut?
Im Kern:
Protonen und Neutronen
Auf den Hüllen:
Elektronen
Wenn ein Atom 14 Elektronen hat, wie viele Protonen sind dam im Kern des Atoms?
In der elektrisch neutralen Grundform des Atoms ist die Anzahl der Elektronen in der Hülle gleich der Anzahl der Protonen im Kern. Somit sind es 14 Protonen.
Nennen Sie Sie 2 Halbleitermaterialien.
Silizium, Germanium, Seleen
Wie viele Valenzelektronen besitzen Atome der halbleitenden Grundstoffe?
4 Valenzelektronen
Welches ist der wichtigste Halbleiterwerkstoff und warum?
Silizium:
- Es ist günstig her zu stellen
- reichlich vorhanden,
- gut verfügbar,
- hohe Temperaturbeständigkeit ( bis 150° Betriebstemperatur),
- Kristallzüchtung und Reinigung gut beherrschbar.
Was versteht man unter der Eigenleitung von Halbleitern?
Frei bewegliche Elektronen in Folge:
- Erwärmung
- Lichteinstrahlung geeigneter Wellenlänge (Fotodiode, Fototransistor)
- geziehlte Einflussname durch elektromagnetische Wellen ( Hallsonde, Feldplatte)
Wie nennt man das Einbringen von Fremdatomen?
dotieren
Welche zwei Gruppen von Elementen verwendet man zum dotieren?
5-wertige Atome für N-Leiter (e- Überzahl)
3-wertige Atome für P-Leiter (e- Unterzahl)
Wie viele Elektronen hat das Si-Atom?
14 Elektronen
(davon sind 4 Valenzelektronen auch Bindungelektronen genannt. Nur diese können Bindungen mit Nachbaratomen eingehen)
Für was sind die Valenzelektronen?
Nur sie sind für die Bindung des Atoms mit den Nachbaratomen verantwortlich. Ebenso bestimmen sie die chemische Wertigkeit.
Wie viel wertig ist das Si-Atom?
4-wertig (Silizium hat total 14 Elektronen, davon 4 Valenzelektronen)
Von was ist die Eigenleitfähigkeit der Halbleitermaterialien abhängig?
Von der Temperatur.
( Beim absoluten Nullpunkt sind alle Elektronen im Kristallatom "eingefroren". Je wärmer um so besser können Elektronen sich bewegen.)
Was versteht man unter Ladungsträgerdiffusion?
Das Wandern der Elektronen von der n-Zone in die p-Zone.
Wann und weshalb hat die p-Zone eine negative Raumladung?
Nach dem Zusammenfügen von n- und p-Material. Das Elektron aus der n-Zone das sich in der p‑Zone befindet, ist hier eigentlich zu viel. Dadurch entsteht dort ein n-geladenes Jon. Dies bewirkt eine negative Raumladung.
Wann hört die Ladungsträgerdiffusion auf?
Wenn die Kraftwirkung des elektrischen Feldes im Gleichgewicht mit der Wärmeschwingung der Elektronen ist.
Wie entsteht eine Diffusionsspannung?
Durch Ladungsträgerdiffusion ander Grenze zwischen p- und n-Kristall.
Können Diffusionsspannungen genutzt werden?
Nein. (Zumindest nicht als Spannungsquelle)
Wie wird der Wert von 0,6 V auch genannt?
Schwell-, Schleusen-, Diffusionsspannung
Wie kann mittels Messung erkannt werden, ob eine Diode defekt ist?
Wenn beide Richtungen einen kleinen oder einen grossen Widerstand haben, ist die Diode defekt. Zu beachten ist jedoch, dass zum einwandfreien Ausmessen die Messspannung grösser als die Schwellenspannung sein sollte.
Wie heisst das Kovalenzgesetz?
Ein Elektron der äussersten Schicht stellt sich paarweise zusammen mit einem Elektron des Nachbaratoms.
Was heisst Diffusion?
Am PN-Übergang treten Elektronen vom N-Leiter auf den P-Leiter über und Löcher (pos. Ladungsträger) vom P-Leiter auf den N-Leiter. Dadurch entsteht die Sperrschicht.
Was heisst Rekombination?
Wenn ein Elektron von einem positiv geladenen Atom eingefangen wird, ist das eine Rekombination.
Was ist ein Halbleiter?
Halbleiter sind Leiter, die Strom unter gewissen Bedingungen leiten können oder auch nicht.
Bsp.: Silizium, wird es zusätzlich dotiert ist die Leitfähigkeit in der Elektronik besser nutzbar.
(Ein Beispiel für einen Halbleiter ist Silizium, bei geringen Temperaturen ist es ein Nichtleiter, bei höheren Temperaturen wird es zu einem Leiter, da bei höheren Temperaturen gewisse Siliziumatome frei bewegliche Elektronen freisetzen, die ein leiten des el. Stroms ermöglichen.)
Wie viele Ladungsträger hat es in der Sperrschicht?
Keine. Durch Rekombination sind die freien Elektronen gebunden.
Welchen Temperaturkoeffizienten haben Halbleiter?
Halbleiter haben einen negativen Temperaturkoeffizienten, das heisst, ihr Widerstand nimmt bei zunehmender
Temperatur ab .
