Was ist ein Halbleiter?

5 Antworten

 Ein Teil der heutigen Elektronik besteht aus Halbleitern. Sie bestehen meist aus Silicium oder Germanium und können:

  •  Strom nur in eine Richtung leiten 
  •   Ihren eigenen Wiederstand verändern • Aus Licht Strom machen • Dioden sein 
  •  Aus Wechselstrom Gleichstrom machen 

Der Begriff Halbleiter beschreibt keine Stoffgruppe, sondern eine Eigenschaft von viele Halbmetallen und dessen Leitfähigkeit.  Im Gegensatz zu Metallen, steigt ihre Leitfähigkeit mit der Temperatur.


Oder siehe hier:

http://www.helpster.de/was-ist-ein-halbleiter-eine-erklaerung_126509 

Halbleiter Festkörper sind, die sowohl als elektrischer Leiter, als auch als Isolator (also Nichtleiter) betrachtet werden können.

Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern ist in der Regel abhängig von der Temperatur. 

Halbleiter besitzen zwar eine Bandlücke, diese ist aber kleiner als bei Isolatoren. 

Damit ein Halbleiter elektrischen Strom leitet, müssen die Elektronen eine bestimmte Energie überschreiten, um in das Leitungsband zu treten. Diese Energie heißt Fermi-Energie oder ist auch als Fermikante bekannt.

Eine Möglichkeit, die Fermi-Energie zu überschreiten, ist thermische Anregung (d. h. Temperaturerhöhung). Die höhere Energie der Elektronen resultiert in einer höheren Beweglichkeit

Bei welcher Temperatur ein Halbleiter elektrischen Strom leitet, ist abhängig vom Material..

Wichtige Beispiele für Halbleiter, die Sie kennen sollten, sind Silicium, Germanium und Galliumarsenid.

Der erste Teil der Antwort bezieht sich wohl auf Halbleiterdioden die aus dotierten halbleitenr Aufgebaut sind.

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Das was nur in eine Richtung leiten kann sind Dioden, die BESTEHEN aus Halbleitern...

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Definition aus Elektronik Grundwissen:"Halbleiter sind Stoffe,bei denen erst durch äußere Einflüsse Valenzelektronen freiwerden und dadurch Leitfähigkeit eintritt".

Elektrisch leitfähige Dinge bezeichnet man als "Leiter" - weil sie Strom leiten.

Leiter haben verschiebbare Ladungsträger. Also meistens Elektronen (Metalle und viele andere leitende Feststoffe) die nicht durch Atome fest an einem Platz gebunden sind. Alternativ können das auch Ionen sein, bekanntestes Beispiel ist Salzwasser, hier werden geladene Atome (Ionen) bewegt. Wird eine elektrische Spannung an gelegt, so fließen Ladungsträger, es kommt zu einem elektrischen Stromfluß.

Das Getenteil sind Isolatioren oder auch "Nichtleiter" genannt. Hier sitzen alle Ladungsträger fest, es gibt keine freien Ladungsträger. Legt man hier eine Spannung an, kommt es nicht zum Stromfluß. Natürlich kann Strom fließen wenn die Spannung nur hoch genug ist, dann reißt die Spannung Chemische Bindungen oder Atomgutterverbünde auseinander und erzeugt so Ladungsträger. Das verändert ("zerstört") aber das Material und deswegen zählt es erst wärend oder nach dem Durchschlag zu den "Leitern", nicht vorher!

Und dann gibt es Stoffe die eigentlich zu den Nichtleitern gehören, aber dennoch unter normalen Umständen Strom leiten. Das sind dann die Halbleiter, die nennt man so weil die weder Leiter noch Nichtleiter sind.

Bei einem Halbleiter sitzen Atome in einem Gitterverbund, genau wie bei Metallen. Nur im Gegensatz zu Metallen werfen Halbleiteratome nicht Elektronen ab um einen Gitterverbund bilden zu können sondern alle Elektronen sind fest gebunden. Also gibt es keine verschiebbaren Ladungsträger und es kann kein Strom fließen. Allerdings sitzen viele der Atombindungen nicht richtig fest. Durch Energiezufuhr brechen Verbindungen immer wieder auf und "reparieren" sich nach einer Weile. Wärend die Verbindung aufgebrochen ist, wird ein elektron frei das dann von der Störstelle (Bruch) wieder angezohen wird. Legt man aber eine Spannung an, wandert das Elektron weg vom Bruch und findet irgendwo anders eine andere Bruchstelle wo es wieder "rekombiniert". Dadurch fließt Strom.

Energie um das Gitter aufzubrechen gibt es viel. Da wäre vor allem die Wärmeenergie. Bei Raumtemperatur leitet ein Halbleiter bereits sehr gut. Änderungen in der Temperatur verursachen Änderungen in der Leitfähigkeit. Ein Halbleiter kann also genutzt werden um Temperaturen zu messen.

Aber auch andere Energieformen wie Strahlung können Halbleiter leiten lassen. Man kann einen Halbleiter durch Dotierung so präparieren, dass er durch Wärme alleine kaum leitet. Licht ist sehr effektiv, diese Strahlung kann einen Halbleiter stark zum leiten anregen. So funktionieren Lichtsensoren und damit auch Kameras.

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