Guten Tag! Ein Transistor besteht aus zwei pn-Übergängen. Dies hab ich jetzt gelernt. Ich habe jetzt in einer Vorlesung am Rande gehört, dass die Raumladungszonen an beiden pn-Übergängen bei einem Transistor unterschiedlich stark ausgeprägt sein sollen. Ich kann mir das nur dadurch erklären, dass z.B. bei einem npn-Transistor die eine n-Schicht höher dotiert ist als die zweite n-Schicht. In einem Schaubild an der Tafel bzw. vom Overheadprojektor hat der Prof. in einem Schaubild in einem Ortsdiagramm zwei unterschiedliche Breiten bei den pn-Übergängen eingezeichnet. Ich habe leider in meiner Linteratur sowie auch bei wikipedia unter Transistor noch nichts darüber gefunden, dass die beiden pn-Übergänge unterschiedlich hoch dotiert sein sollen, um verschiedene elektrische Eigenschaften damit herzustellen. Wo kann man denn etwas genaueres darüber noch erfahren - kennt ihr vlt. noch eine hübsche Quelle, wo man das nachlesen kann?
wieso haste nicht einfach in der Vorlesung den Prof gefragt? Sind die nicht normalerweise dafür da?
Bei einem PN-Übergang hängt die Durchbruchspannung von der Dotierungsstärke ab: je schwächer die Dotierung desto breiter die PN-Sperrschicht und damit die Durchbruchspannung. Deshalb muss an der Ausgangsseite des TS möglichst geringe Dotierung vorhanden sein. Schließlich hat man am Kollektor bis zu 30V bei normalen Ts, am Emitter aber normalerweise Durchlassbetrieb. Deshalb nimmt man das am geringsten dotierte Ausgangsmaterial (N beim NPN)als Kollektor und dotiert anschließend die P-Dotierung "drüber". Schon deshalb ist die Basis höher dotiert als der Kollektor. "über" die Basis wird wiederum als N bei einem nächsten Arbeitsschritt der Emitter dotiert. Der muss wiederum P der Basis übertreffen. Beim üblichen Transistor ist die EB-Sperrspannung etwa 6V, daher die für TTL üblichen 5V als Pegel. für BC- sind 30V üblich, bei HV-Typen gehts bis in die 1500V. Wegen der geringen Dotierung haben diese Tsen geringere Verstärkung als 30V-Typen. Es gibt aber bei E-B noch einen weiteren Grund für die verschiedenen Dotierungshöhen. Der Emissionsgrad beim Stromdurchgang durch eine PN-Schicht hängt von der Konzentration der Ladungsträger ab. Ist also N höher dotiert als P, werden mehr N-Ladungsträger in die P-Zone hinein injiziert also vom Emitter in die Basis. Und können anschließend vom Kollektor eingefangen werden. Ein NPN ist zwar invers betreibbar (C und E vertauscht) aber dann ist seine Stromverstärkung deutlich geringer als im Normalbetrieb Such mal unter Herstellung eines Transistors nach dem Diffusionsverfahren oder Trägerinjektion beim Stromdurchfluss in die Nachbarbereiche der PN-Zone.
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ElectricJohnny schrieb: > wieso haste nicht einfach in der Vorlesung den Prof gefragt? > Sind die nicht normalerweise dafür da? Das ging in der Vorlesung zu schnell, und weil der Semester jetzt rum ist und ich dazu gerne vertiefende Informationen brauche, die ich aber nicht fand, stellte ich mein Anliegen mit Hilfebitte hier herein. Peter R. schrieb: > Such mal unter Herstellung eines Transistors nach dem > Diffusionsverfahren oder Trägerinjektion beim Stromdurchfluss in die > Nachbarbereiche der PN-Zone. Vielen Dank an Dich, dass Du Dir etwas Zeit für mein Anliegen genommen hast und mir noch ein paar Tipps gegeben hast, wonach ich weitersuchen kann.
Physik der Halbleiterbauelemente vom Thuselt steht alles drin...gibts bestimmt in der Uni Bib... Aber manchmal etwas zäh zu lesen..
Wenn ein Transistor völlig symmetrisch gebaut wäre, könnte man Emitter und Kollektor vertauschen. Das geht auch ein bißchen, nur ist die Stromverstärkung im falschen Betrieb viel schlechter. Ich vermute, das hängt einfach mit den Abmessungen der beiden Anschlüsse zusammmen, der Kollektor z.B. viel größer als der Emitter.
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Ich vermute, das > hängt einfach mit den Abmessungen der beiden Anschlüsse zusammmen, der > Kollektor z.B. viel größer als der Emitter. Nein, damit hängt es nicht zusammen. Sondern schlicht und ergreifend mit der Physik, die dahinter steht. Am geringsten ist der Emitter dotiert, die Basis ist schon etwas stärker dotiert und am deutlich stärksten ist der Kollektor dotiert. Im Thuselt, der oben schon erwähnt wurde, nimmt sich Thuselt einige Seiten (um die 30 für den BiPo wenn ich mich recht erinnere) Zeit das zu erklären, das hier im Forum zu erklären empfinde ich als zu umfangreich und verweise daher lieber auf das Buch.
Michael Köhler schrieb: > Am geringsten ist der Emitter dotiert, > die Basis ist schon etwas stärker dotiert und am deutlich stärksten ist > der Kollektor dotiert. Dass das nicht stimmt, erkennt man alleine an den Durchbruchspannungen der beiden Dioden des Transistors: Je höher die Dotierung desto niedriger die Durchbruchspannung, da wegen des krasseren Dotierungsgefälles die PN-Sperrschicht dünner wird. Auch die Zuordnung Kollektor = Grundmaterial bei der Herstellung von Transistoren zeigt auf niedrigste Dotierung des Kollektors. Höhere Dotierung einbringen geht, Dotierung abschwächen durch Erhitzen in dotierender Atmosphäre geht wohl nicht. Da kann nur zusätzliches Material eindringen, nicht entzogen werden. Schließlich hat das Grundmaterial normal die höchste Reinheit, die durch Rekristallisation herstellbar ist. anscheinend ist der oben zitierte Thuselt wirklich zäh lesbar.
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Peter R. schrieb: > Auch die Zuordnung Kollektor = Grundmaterial bei der > Herstellung von Transistoren zeigt auf niedrigste > Dotierung des Kollektors. Naja, die Wirklichkeit ist etwas komplizierter. Bei Dotierung durch Diffusion steigt die Konzentration in Richtung Oberfläche monoton an. Bei Dotierung durch Ionenimplantation ist das aber nicht so; die Zone maximaler Dotierung liegt deutlich unter der Oberfläche. Und mittels Epitaxie kann quasi reines Material auf dotiertem einkristallin (!) aufgebracht werden. Es lassen sich also durchaus hochdotierte "vergrabene" Schichten z.B. für den Kollektor realisieren. > Höhere Dotierung einbringen geht, Dotierung abschwächen > durch Erhitzen in dotierender Atmosphäre geht wohl nicht. "Dotierung abschwächen" geht nicht so einfach, das stimmt. Man kann (theoretisch) eine p-Dotierung durch n-Dotierung kompensieren ("vergifteter" Halbleiter); das macht man aber praktisch nicht, weil das irgend einen Nachteil hat, den ich im Moment vergessen habe. Die Methoden, die funktionieren, habe ich oben schon genannt: Ionenimplantation oder Epitaxie. > [...] Schließlich hat das Grundmaterial normal die höchste > Reinheit, die durch Rekristallisation herstellbar ist. Auch nicht. Viele Wafer werden schon beim Kristallzüchten dotiert ("Vorbelegung"). Übrigens nicht nur bei Silizium, sondern auch z.B. bei GaAs.
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