einbau von fremdatomen der 5. hauptgruppe si phosphoratome haben 5 außenelektronen. p si
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Phosphoratome haben 5 Außenelektronen. P
Si
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Ein Si-Atom wird durch ein P-Atom ersetzt.
Dieser Vorgang heißt Dotieren.
P
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Ein Elektron ( ) des P-Atoms ist nicht an der Bindung beteiligt und somit frei beweglich.
P
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Ein Elektron ( ) des P-Atoms ist nicht an der Bindung beteiligt und somit frei beweglich.
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Ein Elektron ( ) jedes P-Atoms ist nicht an der Bindung beteiligt. Somit gibt es zusätzliche freie Elektronen.
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Entfernen sich diese Elektronen ( ) von den Phosphoratomen, so bleibt eine ortsfeste positive Ladung ( ) beim P-Atom übrig.
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Zur besseren Übersicht sind jetzt die Bindungselektronen ausgeblendet.
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Legt man eine Spannung an, so tragen jetzt erheblich mehr Elektronen (n-Leitung) als Löcher (p-Leitung) zum Stromfluss bei.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Zur besseren Übersicht über die elektrischen Ladungen sind jetzt noch die Si-Gitterbausteine ausgeblendet .
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Da die Anzahl der Elektronen ( ) , die durch Dotierung hinzugefügt werden, tatsächlich deutlich größer ist als die der Elektronen ( ) und Löcher ( )
durch Eigenleitung, werden diese auch noch ausgeblendet.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Da die Anzahl der Elektronen ( ) , die durch Dotierung hinzugefügt werden, tatsächlich deutlich größer ist als die der Elektronen ( ) und Löcher ( )
durch Eigenleitung, werden diese auch noch ausgeblendet.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Phosphor Elektronen ( ) im Bereich ortsfester positiver Ladungen ( ).
Es liegt n-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Phosphor Elektronen ( ) im Bereich ortsfester positiver Ladungen ( ).
Es liegt n-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Phosphor Elektronen ( ) im Bereich ortsfester positiver Ladungen ( ).
Es liegt n-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Phosphor Elektronen ( ) im Bereich ortsfester positiver Ladungen ( ).
Es liegt n-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Phosphor Elektronen ( ) im Bereich ortsfester positiver Ladungen ( ).
Es liegt n-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Es ist auch möglich, mit Atomen der 3. Hauptgruppe mit nur 3 Außenelektronen zu dotieren, z. B. mit Bor.
B
Si
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Ein Si-Atom wird entfernt B
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Ein Si-Atom wird entfernt und durch ein B-Atom ersetzt.
B
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Ein durch Wärmeschwingung freigewordenes Elektron eines Si-Atoms ( ) ersetzt das fehlende Bindungselektron des B-Atoms.
B
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Somit entsteht ein weiteres Loch ( ).
B
Si
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Si Si Si
Si Si Si Si
Das Bindungselektron ist ortsfest, es gibt also jetzt eine ortsfeste negative
Ladung ( ) und zusätzlich ein bewegliches Loch ( ).
B
Si
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Betrachtung eines größeren Gitterbereichs.
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Betrachtung eines größeren Gitterbereichs.
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Interessant sind wieder die Bereiche mit elektrischen Ladungen, da nur sie zum Stromfluss beitragen.
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Ausblenden der festen Bindungselektronen,
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Ausblenden der festen Bindungselektronen und der Si-Atome mit 4 Bindungselektronen,
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Ausblenden der festen Bindungselektronen und der Si-Atome mit 4 Bindungselektronen, sowie der B-Atome.
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Übrig bleiben ortsfeste negative Ladungen ( ), Löcher ( ) sowie freie Elektronen ( ) aufgrund der Eigenleitung und die neu entstandenen Löcher durch Dotierung ( ).
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Beim Anlegen einer Spannung bewegen sich nun erheblich mehr Löcher nach rechts als Elektronen nach links. Es überwiegt die p-Leitung
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Da die Anzahl der Löcher ( ) , die durch Dotierung hinzugefügt wurden, tatsächlich deutlich größer ist als die der Löcher ( ) und
Elektronen ( ) durch Eigenleitung, werden diese auch noch ausgeblendet.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Bor Löcher ( ) im Bereich ortsfester negativer Ladungen ( ).
Es liegt p-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Bor Löcher ( ) im Bereich ortsfester negativer Ladungen ( ).
Es liegt p-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Bor Löcher ( ) im Bereich ortsfester negativer Ladungen ( ).
Es liegt p-Leitung vor.
+ -
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Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Bor Löcher ( ) im Bereich ortsfester negativer Ladungen ( ).
Es liegt p-Leitung vor.
+ -
![Page 36: Einbau von Fremdatomen der 5. Hauptgruppe Si Phosphoratome haben 5 Außenelektronen. P Si](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062512/55204d7d49795902118ce0eb/html5/thumbnails/36.jpg)
Einbau von Fremdatomen der 3. Hauptgruppe
Im wesentlichen bewegen sich also bei der Dotierung mit Bor Löcher ( ) im Bereich ortsfester negativer Ladungen ( ).
Es liegt p-Leitung vor.
+ -