{"id":78599,"date":"2024-01-14T13:17:42","date_gmt":"2024-01-14T13:17:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/eigenschaften-von-halbleitern-leitfaehigkeit-bandluecke-und-dotierung\/"},"modified":"2024-01-14T16:39:32","modified_gmt":"2024-01-14T16:39:32","slug":"eigenschaften-von-halbleitern-leitfaehigkeit-bandluecke-und-dotierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/eigenschaften-von-halbleitern-leitfaehigkeit-bandluecke-und-dotierung\/","title":{"rendered":"Eigenschaften von Halbleitern | Leitf\u00e4higkeit, Bandl\u00fccke und Dotierung"},"content":{"rendered":"<h2>Eigenschaften von Halbleitern<\/h2>\n<p>Halbleiter sind anorganische oder organische Materialien, die ihre Leitf\u00e4higkeit aufgrund ihrer chemischen Struktur, Temperatur, Beleuchtung und der Anwesenheit von Dotierungsmitteln steuern k\u00f6nnen. Der Name &#8222;Halbleiter&#8220; r\u00fchrt daher, dass diese Materialien eine elektrische Leitf\u00e4higkeit aufweisen, die zwischen einem Metall, wie Kupfer oder Gold, und einem Isolator, wie Glas, liegt. Sie verf\u00fcgen \u00fcber eine Energiel\u00fccke von weniger als 4 eV (etwa 1 eV). In der Festk\u00f6rperphysik ist diese Energiel\u00fccke oder Bandl\u00fccke ein Energiebereich zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband, in dem Elektronenzust\u00e4nde verboten sind. Im Gegensatz zu Leitern m\u00fcssen Elektronen in Halbleitern Energie (z. B. aus ionisierender Strahlung) aufnehmen, um die Bandl\u00fccke zu \u00fcberqueren und das Leitungsband zu erreichen. Die Eigenschaften von Halbleitern werden durch die Energiel\u00fccke zwischen Valenz- und Leitungsband bestimmt.<\/p>\n<h2>Charakteristika von Halbleitern<\/h2>\n<p>Halbleiter weisen eine Leitf\u00e4higkeit auf, die zwischen der eines Leiters und eines Isolators liegt. Ihre Leitf\u00e4higkeit wird durch Dotierung, Temperatur und angelegte elektrische Felder gesteuert und findet umfangreiche Anwendung in elektronischen Ger\u00e4ten. Einige der wichtigsten Eigenschaften von Halbleitern umfassen:<\/p>\n<p><strong>Variable Leitf\u00e4higkeit:<\/strong> Halbleiter k\u00f6nnen so hergestellt werden, dass sie unter bestimmten Bedingungen, wie bei Licht- oder W\u00e4rmeeinwirkung, Strom leiten. Sie k\u00f6nnen auch unter anderen Bedingungen als Isolatoren wirken.<br \/>\n<strong>Bandl\u00fccke:<\/strong> Halbleiter besitzen eine Bandl\u00fccke, das ist die Energie, die ben\u00f6tigt wird, um ein Elektron vom Valenzband in das Leitungsband zu bewegen. Die Gr\u00f6\u00dfe der Bandl\u00fccke bestimmt die f\u00fcr den Halbleiter erforderliche Energie, um ein Leiter zu werden.<br \/>\n<strong>Dotierung:<\/strong> Halbleiter k\u00f6nnen mit Verunreinigungen dotiert werden, um ihre elektrischen Eigenschaften zu ver\u00e4ndern. Die Dotierung f\u00fchrt zus\u00e4tzliche Elektronen oder &#8222;L\u00f6cher&#8220; in das Material ein, was dessen Leitf\u00e4higkeit erh\u00f6hen oder verringern kann.<br \/>\n<strong>Temperaturabh\u00e4ngigkeit:<\/strong> Die elektrische Leitf\u00e4higkeit von Halbleitern ist stark temperaturabh\u00e4ngig. Mit steigender Temperatur erh\u00f6ht sich in der Regel auch die Leitf\u00e4higkeit des Materials.<br \/>\n<strong>Lichtempfindlichkeit:<\/strong> Einige Halbleiter sind lichtempfindlich und k\u00f6nnen in Anwendungen wie Photovoltaikzellen, Lichtsensoren und LEDs eingesetzt werden.<br \/>\n<strong>Minorit\u00e4tstr\u00e4ger:<\/strong> In Halbleitern sind Elektronen und L\u00f6cher als Minorit\u00e4tstr\u00e4ger bekannt. Diese Tr\u00e4ger k\u00f6nnen manipuliert und gesteuert werden, um die gew\u00fcnschten elektrischen Eigenschaften im Material zu erzeugen.<\/p>\n<h2>Tabelle mit intrinsischen und extrinsischen Halbleitern<\/h2>\n<p>Hier ist eine Tabelle mit 3 intrinsischen Halbleitern sowie 2 p-Typ- und n-Typ-Halbleitern, zusammen mit 4 Schl\u00fcsseleigenschaften:<\/p>\n<p>Halbleiter\tTyp\tBandl\u00fccke (eV)\tElektronenmobilit\u00e4t (cm\u00b2\/Vs)\tL\u00f6chermobilit\u00e4t (cm\u00b2\/Vs)\tW\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit (W\/mK)<br \/>\nSilizium (Si)\tIntrinsisch\t1.12\t1500\t450\t150<br \/>\nGermanium (Ge)\tIntrinsisch\t0.67\t3900\t1900\t60<br \/>\nGalliumarsenid (GaAs)\tIntrinsisch\t1.43\t8500\t400\t46<br \/>\nBor-dotiertes Silizium (p-Si)\tp-Typ\t1.12\t1500\t1800\t150<br \/>\nPhosphor-dotiertes Silizium (n-Si)\tn-Typ\t1.12\t1500\t4500\t150<br \/>\nAluminium-dotiertes Galliumarsenid (p-GaAs)\tp-Typ\t1.43\t8500\t200\t46<br \/>\nSilizium-dotiertes Galliumarsenid (n-GaAs)\tn-Typ\t1.43\t8500\t800\t46<\/p>\n<h2>Arten von Halbleitern<\/h2>\n<p>Halbleiter k\u00f6nnen auf der Grundlage ihrer elektronischen Eigenschaften in zwei grundlegende Typen eingeteilt werden:<\/p>\n<p><strong>Intrinsische Halbleiter:<\/strong> Diese sind reine Halbleiter, die aus einem einzigen Element (z. B. Silizium, Germanium) bestehen und keine absichtliche Dotierung mit Verunreinigungen aufweisen. Intrinsische Halbleiter haben eine bestimmte Anzahl von Elektronen in ihrem Valenz- und Leitungsband. Sie leiten Strom, wenn sie erhitzt werden und einige Elektronen gen\u00fcgend Energie erhalten, um sich von ihren Bindungen zu l\u00f6sen und zu freien Elektronen im Leitungsband zu werden.<br \/>\n<strong>Extrinsische Halbleiter:<\/strong> Dies sind unreine Halbleiter, die absichtlich mit Verunreinigungen dotiert werden, um ihre elektronischen Eigenschaften zu \u00e4ndern. Extrinsische Halbleiter k\u00f6nnen weiter in zwei Typen unterteilt werden:<br \/>\n<em>p-Typ-Halbleiter:<\/em> Bei p-Typ-Halbleitern werden Verunreinigungsatome wie Bor in das Halbleitermaterial eingef\u00fchrt. Diese Verunreinigungen haben weniger Valenzelektronen als das Halbleitermaterial, was zur Entstehung von &#8222;L\u00f6chern&#8220; (Abwesenheit von Elektronen) im Valenzband f\u00fchrt. Diese L\u00f6cher k\u00f6nnen Strom wie positive Ladungstr\u00e4ger leiten, was dem Material seine p-Typ-Bezeichnung verleiht.<br \/>\n<em>n-Typ-Halbleiter:<\/em><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/logo.png\" alt=\"Characteristics of Semiconductors\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/characteristics-of-semiconductors\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Hauptmerkmale von Halbleitern sind ihre elektrische Leitf\u00e4higkeit und Bandl\u00fccke, die durch Dotierung, Temperatur und angelegte elektrische Felder gesteuert werden.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1577,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78599","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-unkategorisiert","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v17.9 - 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