Halbleiter

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Anwendung[Bearbeiten]

Die gesamte Halbleiterelektronik beruht auf Halbleitern - daher wohl auch der Name. Nahezu alle aktiven Bauelemente sind Halbleiter:

Eigenschaften[Bearbeiten]

Halbleiter besitzen eine geringere Leitfähigkeit als normale Metalle, was an der viel niedrigeren Ladungsträgerkonzentration liegt. Ein weiteres Merkmal ist, dass die Leitfähigkeit im Gegensatz zu Metallen mit der Temperatur steigt (Heissleiter), da durch die Temperaturerhöhung mehr Ladungsträger aktiviert werden.

Wichtige Halbleitermaterialien:

  • Si - Silizium, das am weitesten verwendete Material (engl. Silicone, das ist kein Silikon im Deutschen!)
  • GaAs - Galliumarsenid, für Höchstfrequenzanwendungen
  • InP - Indiumphosphid, für LEDs
  • Ge - Germanium, war das erste grossindustriell genutzte Halbleitermaterial, heute nur noch in Nischenanwendungen
  • GaP - Galliumphosphid, für LEDs
  • InSb - Indiumantimonid, für Höchstfrequenzanwendungen, noch im Forschungsstadium
  • SiC - Siliziumkarbid, für Hochtemperaturanwendungen im Bereich 200.300°C
  • GaN - Galliumnitrid, für LEDs

Dotieren[Bearbeiten]

Um die Ladungsträgerkonzentration und damit die Leitfähigkeit von Halbleitern zu erhöhen, bringt man gezielt Fremdatome in das Material ein; diesen Vorgang nennt man "Dotieren". Bei den Fremdatomen unterscheidet man zwischen "Donatoren", die ein Elektron zur Verfügung stellen, und "Akzeptoren", die ein Elektron aufnehmen können (bzw. ein "Loch" zur Verfügung stellen. Einen überwiegend mit Donatoren dotierten Halbleiter bezeichnet man als n-Halbleiter, einen überwiegend mit Akzeptoren dotierten als p-Halbleiter. Undotierte Halbleiter werden auch "intrinsische Halbleiter" genannt.

Üblicherweise zum Dotieren verwendete Elemente:

  • Donatoren
    • P - Phosphor
    • As - Arsen
    • Sb - Zinn
    • Si - Silizium
    • S - Schwefel
  • Akzeptoren
    • B - Bor
    • Al - Aluminium
    • Ga - Gallium
    • C - Kohlenstoff
    • Si - Silizium
    • Mn - Mangan

(Si kann in GaAs je nach Einbauplatz als Donator oder Akzeptor wirken)

Externe Links[Bearbeiten]

Artikel Halbleiter bei Wikipedia