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Halbleiter

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Halbleiter

Von ql am 27.12.2008 18:26

http://img131.imageshack.us/img131/1325/halbleiter2co3.png

Ich habe hier diese Aufgabe mit Lösungsweg, allerdings ist mir nicht klar, wie das ganze funktioniert.

Ich habe alle Informationen, die ich dazu finden konnte zur Aufgabe hinzugefügt.
Ich habe allerdings immernoch keine richtige Vorstellung davon was genau diese einzelnen
Nd, Na und ni sind.

Also meine momentane Vorstellung führt nicht zu dem Ergebnis aus der Lösung.

Im Moment stelle ich es mir so vor, dass ich Silizium habe und das "ni" sind die Ladungsträger, die ich im Moment habe.
Das heißt ni=n=p. Dann wird das Silizium aber mit Bor dotiert und dann verändert sich diese Situation und hier hört mein Verständnis auch schon auf.
Ich habe mir erst einfach vorgestellt, dass beim Silizium freie Elektronen da sind, nämlich eben die "ni" und das Bor ist dann der Akzeptor und deshalb ist dann "Na" = Anzahl der Bor-Atome. Und das "Nsi" aus der Aufgabe davor ist dann das "Nd".
Dann habe ich mir noch überlegt ob vielleicht einfach "Na"="ni" und Anzahl der Bor-Atome einfach = "Nd" ist. Das kann aber alles nicht stimmen denn:
"Nd"<<"Na"
und außerdem wird "ni" und "Na" in einem Zusammenhang benutzt, so dass sie nicht gleich sind, weil man sie sonst eines von beiden ersetzt hätte.

Mit anderen Worten, ich kann mir nicht vorstellen, was da passiert und ich will es unbedingt genau wissen. Und ganz wichtig ist was dieses "Na" und "Nd" von der Vorstellung ist, nicht nur was es bedeutet, denn die Bedeutung, habe ich schon selbst hingeschrieben.

In der Lösung sind leider keine Werte eingesetzt worden, deshalb wäre es mir sehr wichtig zu wissen, welche von den Werten evtl. eine dieser Variablen ist. z.B. wenn "Nd"<<"Na" bekannt ist, dann liegt das ja wohl daran, weil man weiß, was jeweils der Wert von "Nd" und "Na" ist.

Also wie muss man sich den Vorgang vorstellen? Und was passiert jeweils mit den n,p,ni,Nd,Na durch die Dotierung?
Wie kommt man selber auf diese Lösung?

OK

Von ql am 27.12.2008 21:14

Ja, also ich habe jetzt jemaden gefunden, der es mir einigermaßen erklären konnte.
Scheinbar ist "Na" die Anzahl der Bor Atome und "Nd" ist so gut wie gar nicht vorhanden, weil kein Donator vorhanden ist, der z.B. aus der 5ten Hauptgruppe wäre, aber ich dachte das Silizium wäre dann der Donator...
Naja und das Nsi braucht man wohl nicht und das "ni" verändert sich scheinbar nicht, ob vor oder nach der Dotierung.
Finde es etwas schwer vorstellbar, dass "ni"² = p*n immer stimmen soll, aber das ist auch das einzige, was ich jetzt noch komisch finde.

Von pcprofi am 27.12.2008 22:48

Da kann ich dir leider überhaupt nicht folgen - und auch nicht helfen, aber durchaus interessant, was ihr im Studium so macht...

Gruß Rainer

schwere Kost

Von krautteich am 28.12.2008 14:54

In diesem Fall würde ich als Telefonjoker einen Physikprofessor empfehlen.

Von Elektron am 31.12.2008 01:17

Na ist die Anzahl der Akzeptoren, das sind als Fehlstellen, die ein Elektronen - das sagt der Name ja schon - aufnehmen.

Analog dazu ist Nd die Anzahl der Donatoren, also jene Atome, die eine Elektron zuviel haben und es daher leicht vom Valenzband ins das Leitungsband übergeht.

Wenn man reines Silizium nimmt (Silizium ist 4-wertig), dann hätte man bei einer Temperatur von 0K (absoluter Temperaturnullpunkt) ein perfektes, "stillstehendes" Kristallgitter. Wegen der "Temperaturerhöhung" auf 300K, also Raumtemperatur, sind die Atome in Bewegung, es entstehen durch das "Zittern" der Atome im Halbleiter Fehlstellen und Ladungsträger, die nur kurzzeitig existieren. Deswegen gilt in reinem Silizium n=p.

Wird das Silizium durch Einbringen von Fremdatomen "verschmutzt", verändert sich das Verhältnis von Fehlstellen und freien Elektronen, das Halbleitermaterial wird also p- oder n-dotiert.

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