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Forum: Offtopic beschleunigte Ladungen im Halbleiter


Autor: Alex E. (chekov-e)
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Guten Morgen,

erst einmal meine Frage:

Erzeugt eine vom Gleichstrom durchflossene Diode elektromagnetische 
Wellen?

Dass sich ein konstantes el. und mag. Feld aufbaut ist klar.
Doch sind nicht auch beschleunigte Ladungen im Spiel,
da im Metall die Ladungsträgerdichte um ein vielfaches höher ist
(-> niedrige Geschwindigkeit der Ladungsträger)
als im Halbleiter
(-> hohe Geschwindigkeit).
D.h. beim Übergang Kupfer-Silizium beschleunigt die Ladung, beim 
Übergang SI-Kupfer wird sie abgebremst.
In beiden Fällen sendet das Elektron eine elektromagnetische Welle aus - 
nach meinem Verständnis.
Das machen aber 10^x Elektronen kontinuierlich, sodass es etwas zeitlich 
konstantes ist und nicht so wie z.B. bei einer klassischen Antenne, wo 
ALLE Elektronen gleichzeitig mal in die eine Richtung beschleunigt 
werden, mal in die Andere.

Irgendwie reicht mir mein Physik LK Wissen nicht aus, mir vorzustellen 
wie das Aussieht. (Wahrscheinlich ists total trivial)

MfG
Alex


PS: bin übrigens nicht mehr im Physik LK, sondern studiere Mechatronik 
im dritten Semester und bin AVR-Hobby-Bastler.

Autor: Иван S. (ivan)
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Alex E. schrieb:
> Das machen aber 10^x Elektronen kontinuierlich, sodass es etwas zeitlich
> konstantes ist...

Ohne zeitliche Feldänderung keine Wellenbildung.

Gruß, Iwan

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Alex E. schrieb:

> Erzeugt eine vom Gleichstrom durchflossene Diode elektromagnetische
> Wellen?

Eine LED tut das bspw., Licht ist auch eine elektromagnetische Welle.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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> Erzeugt eine vom Gleichstrom durchflossene Diode elektromagnetische
> Wellen?

Ja, denn durch den fließenden Strom wird eine Leistung in der Diode 
umgesetzt --> Wärme --> Wärmestrahlung = elektromagnetische Welle

gruß
jonny

Autor: Leo ... (-headtrick-)
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So ganz scheinst du das nicht zu treffen. Auch Halbleiter sind Metalle.
Wenn ich mich noch recht erinnere war da mal von Elektronen und Löchern
(wo die Elektronen gewöhnlich am Atom parken) die Rede.
Zum Auffrischen würde ich mal hier schauen, kann aber nicht
dafür garantieren.
http://de.wikipedia.org/wiki/Halbleiter

Autor: Alex E. (chekov-e)
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Habe eben in dem von Leo empfohlenen Artikel gelesen.
Dort steht, dass bei der Rekombination von Elektronen und "Löchern" 
entweder Strahlung (LED) oder Gitterschwingungen entstehen (SI-Diode), 
je nach Halbleitermaterial.
Das hat aber nichts mit beschleunigten Ladungen zu tun, soweit ich das 
verstehe.

Hab noch ein wenig google befragt und gefunden,
dass (stark) beschl. Ladungen zur sog. Synchrotronstrahlung bzw. 
Bremsstrahlung führen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Synchrotronstrahlung

Gibt sogar ne Formel zur Berechnung der abgestrahlten Leistung
(falls es überhaupt jemanden außer mir interessiert)
http://www.ipf.uni-stuttgart.de/lehre/online-skrip...

Das mit dem Halbleiter war vllt ein schlechtes Beispiel, aber bei einer 
Querschnittsänderung einer Leiterbahn oder in einer Leiterbahnkurve 
passiert wohl dasselbe, wenn ein Strom fließt.
Die abgestahlte Leistung ist zwar minimal, aber es gibt sie!

Dann weiß ich ja jetzt, worauf ich beim Layouten besonders achten muss 
:D

MfG
Alex

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Leo ... schrieb:
> So ganz scheinst du das nicht zu treffen.
Glashaus... Steine... Ist dir ein Begriff?

> Auch Halbleiter sind Metalle.
Was?? Wie bitte?

> Wenn ich mich noch recht erinnere
Tust du nicht.

> war da mal von Elektronen und Löchern
> (wo die Elektronen gewöhnlich am Atom parken) die Rede.
Elektronen sind Bestandteil des Atoms - nicht am Atom.

> kann aber nicht
> dafür garantieren.
Den Tag, an dem du für Wikipedia garantierst, will ich nie erleben 
müssen.

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Michael H. schrieb:

>> Auch Halbleiter sind Metalle.
> Was?? Wie bitte?

Silizium -> Metall
Germanium -> Metall
Gallium -> Metall

noch mehr?

> Elektronen sind Bestandteil des Atoms - nicht am Atom.
und was ist mit den freien Elektronen?

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Icke ®. schrieb:
> Silizium -> Metall
halbmetall
> Germanium -> Metall
halbmetall, dotierstoff.
> Gallium -> Metall
dotierstoff.

> noch mehr?
bitte.

>> Elektronen sind Bestandteil des Atoms - nicht am Atom.
> und was ist mit den freien Elektronen?
die sind erst recht nicht "am" atom.
und hätte er das gemeint/gewusst, hätte er es auch geschrieben.

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Michael H. schrieb:
> Icke ®. schrieb:
>> Silizium -> Metall
> halbmetall
OK.

>> Germanium -> Metall
> halbmetall, dotierstoff.
Streitbar. Wird eher den Metallen zugerechnet. Grundbestandteil von 
Transistoren und Dioden der Prä-Si-Ära.

>> Gallium -> Metall
> dotierstoff.
Ganz sicher Metall. Grundstoff von LEDs und HF-Transistoren.

>> noch mehr?
> bitte.
Indium. Grundstoff in diversen Photohalbleitern, z.B. Laserdioden.

>>> Elektronen sind Bestandteil des Atoms - nicht am Atom.
>> und was ist mit den freien Elektronen?
> die sind erst recht nicht "am" atom.
> und hätte er das gemeint/gewusst, hätte er es auch geschrieben.
Haarspalterei. Das mit dem "Parken" war m.E. bildlich formuliert und ich 
hab es auch so verstanden.

Autor: Leo ... (-headtrick-)
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Tja, Michael H.
hast du deinen Meister gefunden?
Macht nicht jedem Spaß mit dir zu diskutieren, aber das ignorierst
du ja lieber. Auch die Art wie du hier postest zeugt von einer gewissen
Unreife. Erzähl bloß nichts von Anecken, das machst du schon zur Genüge.
Keine weiteren Beiträge sind von dir erwünscht wenn du nicht erst mal 
besseres Benehmen lernst. Capito?

Autor: Tilo L. (katagia)
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Icke ®. schrieb:
> Silizium -> Metall
> Germanium -> Metall
> Gallium -> Metall
>
> noch mehr?

Sorry aber das ist falsch. Ein metall so definiert, dass sich Leitungs- 
und Valenzband berühren bzw. in einander liegen. Bei einem Halbleiter 
ist dies nicht der Fall. Man kann sich höchstens darüber streiten, was 
ein Halbleiter und was ein Isolator ist. Diese Grenze wurde willkürlich 
gezogen.

Aber zurück zum Thema:
Es kann nicht sein, dass das Elektron beim Beschleunigen und beim 
Abbremsen Energie abgibt, da dies dem Energieerhaltungssatz 
widersprechen würde.

Die Elektronen befinden sich, je nach dem wo sie sich im Halbleiter 
befinden auf einem unterschiedlichen Energieniveau. Die Elektronen 
"behalten" aber die Energie, deshalb wird nach aussen nichts 
abgestrahlt.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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@Icke ®.:
Ich denke, du und ich wissen beide, dass Metalle und Halbmetalle 
Halbleiter sein können.
Nur halt die Aussage, "Halbleiter sind Metalle" ist schlichtweg falsch.

> Haarspalterei.
Richtig.
Aber wenn man schon einem Anfänger Tipps gibt, sollten die genau und 
nicht aus ungarem Halbwissen geboren sein.

Wer neben Fehlern im eigenen Post dann noch Wikipedia kategorisch in 
Frage stellt, muss auch mal einstecken können.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Leo ... schrieb:
> Keine weiteren Beiträge sind von dir erwünscht wenn du nicht erst mal
> besseres Benehmen lernst. Capito?
Der Herr und Meister hat gesprochen ^^
Was du dir erwünschst, ist mir ziemlich egal. Du bist ein Schwätzer, dem 
in jedem zweiten Thread belegt widersprochen wird.

Also, Tacheles:
> Halbleiter sind Metalle.
falsch oder nicht falsch?

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Tilo Lutz schrieb:
> Sorry aber das ist falsch. Ein metall so definiert, dass sich Leitungs-
> und Valenzband berühren bzw. in einander liegen.

Eine wirklich eindeutige Definition für "Metall" ist schwierig zu 
finden. Man müßte sich also zuerst einigen, welche hier angewendet 
werden soll.

Michael H. schrieb:
> Nur halt die Aussage, "Halbleiter sind Metalle" ist schlichtweg falsch.

Gut, hier fehlt die Bezugsmenge. Die Aussage ist falsch, wenn man meint: 
"Alle Halbleiter sind Metalle.", oder auch richtig, wenn nur auf eine 
Teilmenge der Halbleiter bezogen.

Ich gebe euch auch insoweit Recht, daß z.B. Ga und In nicht in Reinform, 
sondern nur in Verbindungen als Halbleiter zum Einsatz kommen.

Also alles eine Auslegungsfrage und wie sollten nicht weiter drüber 
streiten. Peace!

Autor: Mike Strangelove (drseltsam)
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Ich denke mal eine der Antworten für die intersssante Ursprungsfrage 
liegt in der Tatsache, dass Elektronen nicht durch Metalle oder 
Halbleiter hindurchfliegen, sondern der Stromfluss ein Massenphänomen 
ist. Die Elektronen bewegen sich in alle Richtungen, werden von Atomen 
eingefangen und wieder freigesetzt etc. und nur in der Summe gibt es 
eine Nettobewegung.

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