{"id":78604,"date":"2024-01-14T13:17:56","date_gmt":"2024-01-14T13:17:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/die-p-n-kreuzung-reverse-biased-junction\/"},"modified":"2024-01-14T16:39:45","modified_gmt":"2024-01-14T16:39:45","slug":"die-p-n-kreuzung-reverse-biased-junction","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/die-p-n-kreuzung-reverse-biased-junction\/","title":{"rendered":"Die P-N-Kreuzung \u2013 Reverse Biased Junction"},"content":{"rendered":"<h2>Der P-N-\u00dcbergang \u2013 Sperrverzerrter \u00dcbergang<\/h2>\n<p>In der Welt der Halbleiter sind sowohl anorganische als auch organische Materialien von Bedeutung, die ihre Leitf\u00e4higkeit abh\u00e4ngig von ihrer chemischen Struktur, Temperatur, Beleuchtung und der Anwesenheit von Dotierstoffen steuern k\u00f6nnen. Der Name Halbleiter leitet sich aus der Tatsache ab, dass diese Materialien eine elektrische Leitf\u00e4higkeit aufweisen, die zwischen der eines Metalls, wie Kupfer oder Gold, und eines Isolators, wie Glas, liegt. Sie haben eine Energiel\u00fccke von weniger als 4eV (ungef\u00e4hr 1eV). 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.<\/p>\n<h2>Extrinsische Halbleiter<\/h2>\n<p>Extrinsische Halbleiter sind unreine Halbleiter, die absichtlich mit Verunreinigungen (Dotierstoffen) versehen werden, um ihre elektronischen Eigenschaften zu \u00e4ndern. Man unterscheidet zwei Arten von extrinsischen Halbleitern:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>P-Typ-Halbleiter:<\/strong> Bei P-Typ-Halbleitern werden Verunreinigungsatome wie Bor in das Halbleitermaterial eingef\u00fchrt. Diese Verunreinigungen haben weniger Valenzelektronen als das Halbleitermaterial, was zur Bildung von &#8222;L\u00f6chern&#8220; (Abwesenheit von Elektronen) im Valenzband f\u00fchrt. Diese L\u00f6cher k\u00f6nnen wie positive Ladungstr\u00e4ger Strom leiten, was dem Material seine P-Typ-Bezeichnung verleiht.<\/li>\n<li><strong>N-Typ-Halbleiter:<\/strong> Bei N-Typ-Halbleitern werden Verunreinigungsatome wie Phosphor in das Halbleitermaterial eingef\u00fchrt. Diese Verunreinigungen haben mehr Valenzelektronen als das Halbleitermaterial, was zu einem \u00dcberschuss an Elektronen im Leitungsband f\u00fchrt. Diese \u00fcbersch\u00fcssigen Elektronen k\u00f6nnen wie negative Ladungstr\u00e4ger Strom leiten, was dem Material seine N-Typ-Bezeichnung verleiht.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Der P-N-\u00dcbergang \u2013 Sperrverzerrter \u00dcbergang<\/h2>\n<p>Der Halbleiterdetektor funktioniert als Strahlungsdetektor wesentlich besser, wenn eine externe Spannung in sperrverzerrter Richtung \u00fcber den \u00dcbergang angelegt wird. Die Verarmungsregion fungiert dabei als Strahlungsdetektor. Verbesserungen k\u00f6nnen erzielt werden, indem eine sperrverzerrte Spannung an den P-N-\u00dcbergang angelegt wird, um den Detektor von freien Tr\u00e4gern zu entleeren, was das Prinzip der meisten Halbleiterdetektoren ist. Durch die Sperrverzerrung eines \u00dcbergangs wird die Dicke der Verarmungsregion erh\u00f6ht, da die Potentialdifferenz \u00fcber den \u00dcbergang verst\u00e4rkt wird.<\/p>\n<p>Germaniumdetektoren weisen eine p-i-n-Struktur auf, in der die intrinsische (i) Region empfindlich auf ionisierende Strahlung, insbesondere auf R\u00f6ntgen- und Gammastrahlen, reagiert. Unter Sperrverzerrung erstreckt sich ein elektrisches Feld \u00fcber die intrinsische oder verarmte Region. In diesem Fall wird eine negative Spannung an die P-Seite und eine positive an die N-Seite angelegt. L\u00f6cher in der P-Region werden vom \u00dcbergang in Richtung des P-Kontakts und \u00e4hnlich f\u00fcr Elektronen und den N-Kontakt angezogen. Entsprechend der in den Detektor durch das eintreffende Photon deponierten Energie wird diese Ladung durch einen integralen ladungsempfindlichen Vorverst\u00e4rker in einen Spannungsimpuls umgewandelt.<\/p>\n<h2>Siehe auch: Germaniumdetektoren, MIRION Technologies<\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/logo.png\" alt=\"The P-N Junction \u2013 Reverse Biased Junction\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/the-p-n-junction-reverse-biased-junction\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Der Halbleiterdetektor funktioniert viel besser als Strahlungsdetektor, wenn an den \u00dcbergang eine externe Spannung in Sperrrichtung angelegt wird.<\/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-78604","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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