Kurze Frage zu Halbleiterdiode < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:05 Di 23.01.2007 | | Autor: | oli_k |
Hallo,
habe eine kurze schnelle Frage zur Halbleiterdiode, wiederhole das Zeug grad...
Bin mir nicht mehr ganz sicher, welche von den beiden Aussagen stimmt?
1. Die Diode lässt den Strom in Durchlass-Richtung auch bei einer sehr geringen Spannung schon zu, also fast IMMER. In Sperr-Richtung lässt sie nur einen geringen Sperrstrom fliessen, wird die Sperrspannung durchbrochen, lösen sich jedoch Elektronen, wo sie sie eigentlich nicht lösen sollten und es fliesst ein Strom. Sie leitet in Sperr-Richtung also ERST NACH DURCHBRECHEN DER SPERRSPANNUNG, DANN ABER SEHR GUT.
2. Die Diode lässt den Strom in Durchlass-Richtung ERST NACH DURCHBRECHEN EINER BESTIMMTEN SPANNUNG DURCH. In Sperrichtung jedoch NIE.
An der Länge der Thesen seht ihr, dass ich 1. für die einzig begründbare halte... Ist das korrekt so? Bin verwundert, da wikipedia eine Diode mit einem Rückschlagventil vergleicht, und auf ein solches trifft ja nur These 2 zu, da in die eine Richtung ja NIE Wasser o.Ä. fliessen kann.
Danke
Oli
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:27 Di 23.01.2007 | | Autor: | pyro |
Hallo!
Am besten schaust du in eine Diodenkennlinie.
Für gewöhnliche Dioden gilt folgendes:
In Durchlassspannung fließt bereits ab einer kleinen Spannung ein Strom. Bei Silizium etwa bei 0,7 Volt. Dies kommt daher, da bei 0,7 Volt die Diffusionsspannung überwunden wird.
In Sperrichtung sperrt eine Diode. Erst ab einer bestimmten Spannung (je nach Typ 50 Volt, 1000 Volt...) ist die Durchbruchspannung erreicht. Dann fließt zwar ein großer Strom, allerdings ist eine gewöhnliche Diode dann hinüber. Die Sperrspannung sollte also nie überschritten werden.
Hat das geholfen?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:57 Di 23.01.2007 | | Autor: | oli_k |
Ja, danke, das hab ich verstanden! Ist ja quasi These 1... Aber was ist genau die Diffusionsspannung? Warum muss man 0,7V erhalten?
Danke
Oli
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Nun, es gibt doch in der Diode diese Sperrschicht.
Um es ganz kurz anzureißen: An der Grenze zwischen den beiden Materialien fühlen sich die Elektronen von einer Seite zur anderen hingezogen. An der Grenze fließen einige Elektronen rüber. Die Atome, von denen sie stammen, bleiben positiv geladen zurück, während auf der anderen Seite ein Elektronenüberschuß entsteht.
Das elektrische Feld, das durch diese beiden Ladungen entsteht, wird irgendwann so stark, daß keine weiteren Elektronen rüber können - die Kräfte heben sich auf. Diese Schicht, in der das passiert, ist die Grenzschicht, die nicht leitend ist, weil die Ladungsträger von der einen Seite zur anderen gewandert sind und dort in den Löchern stecken.
Jetzt stell dir vor, du stellst die Diode zwischen zwei Kondensatorplatten, und erzeugst so ein äußeres E-Feld.
Was passiert, wenn dieses Feld die gleiche Richtung hat wie dieses innere? Sie addieren sich, das Feld wird stärker die Elektronen können noch schwerer rüber. Das ist die Sperrrichtung!
Und andersrum? Wenn das äußere Feld andersrum als das innere ist, wirkt es dem entgegen. Das innere Feld wird schwächer. Ab einem gewissen äußeren Feld wird das innere Feld sogar aufgehoben. Wenn das passiert, können wieder Elektronen frei zwischen den beiden Schichten fließen, weil diese Sperrschicht verschwunden ist.
Sooo, statt eines äußeren Feldes kann man auch die Diode unter Spannung setzen, das hat den gleichen Effekt.
Deine Diffusionsspannung ist nun genau die Spannung, die man braucht, um dieses innere Feld vollständig zu kompensieren. Erst dann kann wirklich Strom fließen!
Oder eine andere Erklärung: Die Ladungen wandern von der einen Seite zur anderen, bis sich die Schicht ausprägt.
Legst du Spannung in Sperricht, dann saugst du auf der Seite, wo eh schon Elektronen abgewandert sind, noch mehr ab, und auf der andern Seite pumpst du noch mehr Elektronen in die Löcher, und füllst so noch mehr Löcher.
Die Sperrschicht wird so dicker, und es fließt kein Strom.
Andersrum kannst du die Elektonen auf der Seite, wo sie in den Löchern sitzen, absaugen, und auf der anderen, wo welche fehlen, welche reinpumpen.
Du brauchst aber eine gewisse Saugkraft, sprich Spannung, um alle Elektronen aus den Löchern zu ziehen. Erst dann sind alle Löcher frei, und auf der andern Seite alle Elektronen da, und die wollen wieder rüber zu den Löchern. erst dann können sie aber rüber!
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:33 Mi 24.01.2007 | | Autor: | oli_k |
Super, danke, hat mir sehr geholfen!!
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