Kann mir jemand erklären wie die Durchlassrichtung bei einer Diode funktioniert und die Sperrschicht, ist die bei angelegter Spannung wieder + und -?

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2 Antworten

Die Halbleiter-Diode besteht ja aus einem n-dotierten und einem p-dotierten Block.

Im n-dotierten Block gibt es freie Elektronen, die zufallsgesteuert durch den Halbleiter wandern, und im p-dotierten Block Löcher, die zufallsgesteuert durch den Halbleiter wandern. Zufallsgesteuert heißt hier, so, wie die Atome/Moleküle im Gas.

(Damit die Betrachtung symmetrischer wird, abstrahiere ich hier davon, dass ein Loch eine Stelle ist, wo ein Elektron fehlt, und dass ein Loch von A nach B wandert, wenn das Elektron, das bisher bei B ist, nach A wandert.)

Bei dieser Wanderung kommt es natürlich immer wieder vor, dass ein Elektron vom n-Block in den p-Block gerät. Da es dort einen Überschuss an Löchern gibt, führt dieses Eindringen in den meisten Fällen zur Rekombination auf der anderen Seite.

Da die Atomkerne ihren Platz aber nicht ändern, bleibt dadurch eine positive Überschussladung im n-Block zurück.

Ebenso wandern Löcher aus dem p-Block in den n-Block und rekombinieren dort. Dabei lassen sie eine negative Ladung im p-Block zurück.

Die positive Ladung im n-Block zieht die Elektronen an, ebenso die negative Ladung im p-Block. Deshalb kommt die Elektronen- bzw. Löcherwanderung in den jeweils anderen Block zum Stillstand, sobald diese Anziehungen groß genug sind.

Wenn man jetzt den n-Block an - schaltet und den p-Block an +, werden in den n-Block Elektronen hineingeschoben und aus dem p-Block herausgezogen, was wegen der Dotierung im p-Block sofort in zusätzliche Löcher umgesetzt wird. Effektiv werden also hier Locher in die Diode hineingeschoben.

Damit sinkt die positive Ladung im n-Block und die negative Ladung im p-Block, und Elektronen und Löcher werden nicht mehr so stark von ihren Blocks festgehalten. Deshalb können wieder ein paar auf die andere Seite diffundieren.

Das bedeutet, es fließt ein Strom.

Es stellt sich heraus, dass dieser Strom bei kleinen Spannungen winzig ist und bei einer bestimmten Spannung sehr schnell sehr viel größer wird. Eigentlich nimmt der Stromfluss ungefähr exponentiell mit der Spannung zu, aber in der Praxis sieht man nur einen sehr, sehr steilen Teil der Exponentialfunktion, die für praktische Zwecke eine senkrechte Flanke darstellt - die zugehörige Spannung nennt man Durchlassspannung.

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Kommentar von Firecatcherin
12.07.2016, 23:26

War sehr hilfreich :-D , nur noch eine Frage, 

Wenn man jetzt den n-Block an - schaltet und den p-Block an +, werden in den n-Block Elektronen hineingeschoben und aus dem p-Block herausgezogen, was wegen der Dotierung im p-Block sofort in zusätzliche Löcher umgesetzt wird. Effektiv werden also hier Locher in die Diode hineingeschoben.

wo werden die Elektronen vom p-Block herausgezogen und was wird in Löcher zusätzlich umgewandelt? Dann versteh ich alles :-D

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Schau mal nach Diode auf YT und klicke auf das Video von SimplePhysics :)

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Kommentar von Firecatcherin
12.07.2016, 23:09

Hab ich leider schon und hab es nicht verstanden, aber danke, ich weiß das die echt super sind :-D

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Kommentar von MehrPSproLiter
12.07.2016, 23:10

leichter kann ich es dir leider auch nicht erklären, viel Erfolg noch :)

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