Elektrizitätslehre
Leitungsvorgänge
Aufgabe 5
Was sind Halbleiter?
Erläutere die beiden Möglichkeiten des Dotierens von Halbleitern!
Halbleiter sind, wie ihr Name schon sagt, Stoffe, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen derLeitfähigkeit von Leitern und Isolatoren liegt. Dies trifft z. B. für die chemischen Elemente Silicium, Germanium und Selen zu. Bedeutendster Werkstoff in der Praxis ist Silicium.
Beispiel: Silicium
Man kann durch das Dotieren von Halbleitern die elektrischen Eigenschaften des Halbleiters verändern. Praktisch führt man das Dotieren durch, indem in hochreines Silizium sehr geringe Mengen bestimmter anderer Stoffe gebracht werden. Dazu setzt man entweder Stoffe mit fünf Außenelektronen (= n-leitend, z. B. Phosphor oder Arsen) oder solche mit drei Außenelektronen (= p-leitend, z. B. Indium oder Aluminium) ein (siehe Darstellungen unten). Damit erreicht man, dass im mit vier Außenelektronen sehr stabilen Siliziumgitter pro dotierter Stelle entweder ein nur sehr lose gebundenes Außenelektron (im n-leitenden Halbleiter) zur Verfügung steht oder aber ein Loch (im p-leitenden Halbleiter) entsteht.
dotiertes Silizium, n-leitend
(ein Außenelektron zuviel)dotiertes Silizium, p-leitend
(ein Außenelektron zuwenig)
