Halbleiter – Lexikoneinträge
-
[zu griech. Arsenikon »Arsenik«]: Chemisches Element der V. Hauptgruppe , Zeichen As, OZ 33, relative Atommasse 74,92, Reinelement . Physikalische Eigenschaften : Dichte 5,727 g/cm³, Fp. 817 °C (bei 2,8 ∙ 10 4 Pa), Sublimation unter Normaldruck bei 614 °C. Arsen hat teils Metall-, teils Nichtmetallcharakter und tritt in mehreren Modifikationen auf. Beständigste Form ist das metallische oder graue Arsen. Daneben gibt es das instabile gelbe Arsen und einige amorphe Modifikationen. Chemische Eigenschaften : In seinen Verbindungen tritt Arsen drei- und fünfwertig auf. An der Luft verbrennt es zu...
-
-
Das Bändermodell ist ein physikalisches Modell für die Energiezustände der Elektronen in einem Festkörper . Das Zusammenwirken vieler Atome führt hier dazu, dass keine scharfen Energiezustände wie bei einzelnen Atomen , sondern breite Energiebereiche – sog. Bänder – auftreten, in denen sich die Elektronenzustände befinden können. Das oberste, energiereichste noch vollständig mit Elektronen besetzte Band heißt Valenzband (analog zum Valenzelektron in der Chemie), das nächsthöhere leere oder nur teilweise mit Elektronen besetzte Band ist das Leitungsband . Beide sind durch eine Energielücke...
-
Eine Diode (von griech. di- „zwei“ und hodos „Weg“) ist ein elektronisches Bauelement mit zwei Anschlüssen (genannt Anode und Kathode). Der elektrische Widerstand einer Diode hängt wesentlich davon ab welcher Pol der Stromquelle an welchem Anschluss liegt: In Durchlassrichtung ist der elektrische Widerstand gering, in Sperrrichtung ist er rd. 10 6 -mal so hoch. Daher lässt eine Diode elektrischen Strom im wesentlichen nur in einer Richtung passieren ( Gleichrichter ). Früher wurden Dioden als Vakuumröhren gebaut ( Röhrendiode ), heute benutzt man fast ausschließlich Halbleiterdioden . Diese...
-
Dotierung (von lat. dotare „ausstatten“) ist die kontrollierte Zugabe von Fremdatomen zu einem Halbleiter , um so Bereiche verschiedener elektrischer Leitfähigkeit zu erzeugen und dazu die geringe elektrische Leitfähigkeit eines kristallinen Halbleiters wie Silicium zu steigern. Typischerweise kommt dabei auf eine Million Halbleiteratome ein Fremdatom, entsprechend rein muss der Halbleiter zuvor sein. Wenn z. B. ein Element der V. Hauptgruppe wie z. B. Arsen (As) als Fremdatom den Platz eines Siliciumatoms einnimmt, so können von seinen fünf Valenzelektronen nur vier die...
-
Elektronik ist ein nicht eindeutig definierter Überbegriff für alle Anwendungen von elektrischen bzw. elektromagnetischen Stromkreisen , bei denen Prozesse gesteuert, geregelt oder gemessen werden (man spricht dann auch von „ Schaltkreisen “). Je nachdem, ob dabei eher kleine oder große Leistungen und Frequenzen auftreten, unterscheidet man zwischen Mikroelektronik und Leistungselektronik . Eine weitere wichtige Unterscheidung ist die zwischen analogen und digitalen Schaltkreisen. Die digitale Mikroelektronik umfasst insbesondere auch die Computertechnik . Aus der Verbindung mit der modernen...
-
Die Festkörperphysik untersucht die makroskopischen Eigenschaften fester Körper und versucht, sie aus ihrer mikroskopischen Struktur heraus zur erklären – ähnlich wie die Quantenstatistik die thermodynamischen Eigenschaften von Körpern aus den Quanteneigenschaften ihrer kleinsten Bestandteile ableitet. Wichtige Teilgebiete sind die Aufklärung von Kristallstrukturen , die Bestimmung von Bindungsverhältnissen sowie das Verhalten von Festkörpern unter mechanischen Spannungen oder in elektromagnetischen Feldern . Eine wichtige theoretische Vorstellung ist die Übertragung der Welle-Teilchen...
-
-
[von »Germanien« abgeleitet]: Chemisches Element der IV. Hauptgruppe , Zeichen Ge, OZ 32, relative Atommasse 72,61, Mischelement. Physikalische Eigenschaften : Sprödes, grauweißes, glänzendes Metall , Halbleiter ; Dichte 5,32 g/cm³, Fp. 938,25 °C, Sp. 2833 °C. Chemische Eigenschaften : Bei gewöhnlichen Temperaturen ist Germanium an der Luft beständig; erst bei starkem Glühen im Sauerstoffstrom wird es zu Germaniumdioxid GeO 2 oxidiert; es ist unlöslich in nicht oxidierenden Säuren. Darstellung : Aus Germanit Cu 6 FeGeS 8 gewinnt man zunächst Germaniumdioxid GeO 2 , das durch Glühen mit Koks...
-
Stoffe, deren leitende Eigenschaften zwischen denen von Leitern und denen von Isolatoren liegen (z. B. Silicium , Galliumarsenid). Im Unterschied zu den Metallen müssen bei Halbleitern die Ladungsträger erst durch Zuführung thermischer Energie oder elektromagnetischer Strahlungsenergie aktiviert werden, bevor sie zur Leitfähigkeit beitragen können. Die Leitfähigkeit von Halbleiter nimmt daher mit steigender Temperatur zu. Durch Zugabe geringer Mengen von Fremdatomen (Dotierung) kann die Leitfähigkeit von Halbleiter beeinflusst werden.
-
LED (Abk. für „Licht emittierende Diode“, auch Leuchtdiode ) und Fotozelle ( Fotodiode , Solarzelle ) sind zwei spezielle Halbleiterdioden , mit denen sich elektrische Energie in Licht bzw. allgemeiner elektromagnetische Wellen und umgekehrt umwandeln lässt. (Sie sind sozusagen das optische Analogon von Elektromotor und Generator ). In einer LED lässt man Elektron-Loch-Paare im Halbleitermaterial gezielt rekombinieren, wobei sie Licht mit einer genau definierten Wellenlänge und Energie aussenden. Durch Kombination von rot, grün und blau leuchtenden LED kann man heute praktisch jeden beliebigen...
-
Ein Stoff oder Körper, der (im Gegensatz zu einem Isolator) den elektrischen Strom gut leitet. Erfolgt der Transport der Ladungen in Form von Elektronen , so spricht man von Leitern erster Ordnung oder Elektronenleitern. Zu ihnen gehören die Metalle , Halbleiter und der Kohlenstoff ( Grafit ). Der Stromtransport erfolgt hierbei ohne chemische Veränderung des Leiters. Werden die Ladungen in Form von Ionen transportiert, dann handelt es sich um Leiter zweiter Ordnung oder Ionenleiter. Die Stromleitung ist dabei mit einer stofflichen Veränderung des Leiters verbunden.