P-n-Übergang
Ein p-n-Übergang entsteht, wenn ein p-dotierter Halbleiter direkt mit einem n-dotierten Halbleiter verbunden wird. Er bildet die grundlegende Struktur vieler elektronischer Bauelemente, insbesondere der Diode.
Entstehung der Sperrschicht
Nach dem Kontakt von p- und n-Bereich wandern Elektronen vom n-Bereich in den p-Bereich und füllen dort vorhandene Löcher auf. In der Grenzregion gibt es anschließend keine beweglichen Elektronen oder Löcher mehr. Zurück bleiben fest im Kristallgitter gebundene, geladene Atome, die ein internes elektrisches Feld erzeugen. Dieser Bereich wird als Sperrschicht (Raumladungszone) bezeichnet.
Sperrschicht
In der Raumladungszone bildet sich ein internes elektrisches Feld, das den weiteren Ladungsträgerfluss hemmt. Dieses Feld verursacht eine Diffusionsspannung (auch Kontaktspannung genannt).
Durchlass- und Sperrrichtung
- Durchlassrichtung: Eine äußere Spannung verkleinert die Sperrschicht → Strom kann fließen.
- Sperrrichtung: Die Sperrschicht vergrößert sich → Stromfluss wird nahezu verhindert.
Bedeutung
Der p-n-Übergang ist die physikalische Grundlage für:
- Dioden
- Transistoren
- LEDs
- integrierte Schaltungen (ICs)
