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Nobby1	Verfasst am: 15. Mai 2024 23:56    Titel: Silicium steht in der 4. Hauptgruppe im Periodensystem, es ist 4 bindig und die Leitfähigkeit ist sehr gering fast wie ein Nichtleiter, da im Kristallgitter die Bindungen fixiert sind. Erst durch hohe Temperaturen können Bindungen aufbrechen und bewegliche Elektronen erzeugt werden. Gallium als p-Dotierstoff steht in der 3. Hauptgruppe und ist nur 3 Bindig. Durch Dotieren werden einige Gitterplätze im Siliciumkristall ausgetauscht, somit kann das Silicium nicht mehr voll abbinden es bleiben ungebunden Elektronen, die nun beweglich sind und die p-Leitung verursachen. Phosphor steht in der 5. Hauptgruppe und ist daher 5 bindig und kann Silicium voll absättigen, hat aber noch ein überschüssiges Elektron was nicht abgebunden ist, das verursacht die n- Leitung des Materials. Die elektrische Leitung beschreibt man bei Metallen durch das Bild des Elektronengases. Elektronen werden im elektrischen Feld bewegt. Genauso kann man sich das für die nichtgebundenen Elektronen der dotierten Stoffe vorstellen.
Lorz	Verfasst am: 15. Mai 2024 23:41    Titel: Nobby1 hat Folgendes geschrieben: Wenn an ein p-dotiertes Silicium in ein Stromkreis geschaltet wird, wandern die nicht gebundenen Elektronen zum Pluspol und wandern weiter im Stromkreis zur Spannungsquelle, scheinbar wandern dadurch die Lücken auch Löcher genannt zum Minuspol und werden dort wieder mit Elektronen aus dem Stromkreis aufgefüllt., der somit geschlossen ist. Inwieweit gibt es dort "nicht gebundene" Elektronen? Oder meinst Du damit "schwach gebundene"? Und falls ja, die Stellen schwacher Bindung sind doch ziemlich selten im dotierten Silizium, irgendwas mit 1 zu 1 Milliarde habe ich da im Hinterkopf. Das wären doch viel zu wenige Ladungsträger. Und auf welche Art bewegen sich freie Elektronen im Leiter? Fliegen sie einzeln wie im Vakuum? Stoßen sie durch Coulumb-(oder andere quantenmechanische)-Wechselwirkung an andere freie Elektronen?
Nobby1	Verfasst am: 15. Mai 2024 23:23    Titel: Es bewegen sich bei p-dotierten Silicium die Elektronen der nicht abgebundenen Elektronen der Siliciumatome. Silicium ist übertragen der n-Leiter gegenüber der 3 bindigen Dotierelemente. Bei n-dotierten Silicium wandern die überschüssigen Elektronen der 5 bindigen Dotierlemente. Wenn an ein p-dotiertes Silicium in ein Stromkreis geschaltet wird, wandern die nicht gebundenen Elektronen zum Pluspol und wandern weiter im Stromkreis zur Spannungsquelle, scheinbar wandern dadurch die Lücken auch Löcher genannt zum Minuspol und werden dort wieder mit Elektronen aus dem Stromkreis aufgefüllt., der somit geschlossen ist. Bei n-dotierten Silicium kann man sich vereinfacht die metallische Leitung vorstellen, da es ungebundene Elektronen der Dotierelemente gibt, aber auch hier wandern, diese beim Pluspol in den Stromkreis und hinterlassen ein Loch welches, wieder durch neue Elektronen aufgefüllt werden, bis man auf die Seite des Minuspoles kommt, wo Elektronen aus dem Stromkreis kommen.
Lorz	Verfasst am: 15. Mai 2024 23:07    Titel: Lorz hat Folgendes geschrieben: jh8979 hat Folgendes geschrieben: Ich verstehe euer Problem auch nicht. Elektron- oder Lochleitung ist doch so ziemlich das einfachste was Schülys verstehen können: ein Elektron zuviel, das sich dann bewegt, oder ein "Loch", das sich durch Elektronenbewegung zu bewegen scheint. Ich kenn wenige Probleme, die man durch didaktische Reduktion einfacher erklären kann.. Ohne Dir zu nahe zu treten - denkst Du dieses Modell auch zu Ende? Die Probleme entstehen für mich erst, wenn ich tiefer reingehe. Wie sich ein Loch zum Minuspol bewegt darzustellen, das ist nicht das Problem. Aber was ist, wenn das Loch sich dort füllt und nun alle Löcher voll sind? Und wie sollen sich die SchülerInnen nach gängigen Lehrwerken das "in das Loch springen" vorstellen? So wie es in den Büchern illustriert ist, "fliegen" die Elektronen von einer Bindung nahe dem Minuspol zu einem Loch weiter entfernt vom Minuspol. Oder sinniger, sie wandern entgegen der elektrischen Feldrichtung. Ich behaupte aber, dass man schon ziemlich oberflächlich und unreflektiert - eben unwissenschaftlich - diese Illustrationen konsumieren muss, um eben kein Logikproblem zu kriegen. Denn in dieser Illustrationen wird ja suggeriert, dass das Elektron "sich mal eben so" aus seiner eigentlich festen Bindung befreien kann, um in das Loch hüpfen. Aber wenn es sich eh grundsätzlich befreien kann, wozu braucht man dann überhaupt das Loch? SchülerInnen, die tatsächlich was auf dem Kasten haben, MÜSSEN sich an dieser Unlogik stören. Alles andere wäre Niveau AFB I. Didaktische Reduzierung - Umgehen von Quantenmechanik - macht aus der Lochleitung eine Animation, deren Ablauf man nur auswendig lernen kann, aber nicht verstehen kann, weil der Ablauf keine Logik hat. Man MUSS einführen, dass das Elektron in die schwächere Bindung tunnelt. Wenn nun eines der Löcher der Fehlstelle wieder ein Elektron loswerden soll, damit wieder ein freies Loch wandern kann, so ist noch relativ einsichtig, dass Energie zugeführt werden muss, damit ein Elektron aus dieser Bindung gelöst wird. Auch hier ist dringend zu klären - was macht dieses freie Elektron dann? Nimmt es am Stromfluss teil und fließt in (bzw. gegen die - weil negativ geladen) Feldrichtung? Aber geht das überhaupt? Falls ja - dann könnten ja einfach generell Elektronen durch das (auch nicht dotierte) Silizium fließen. Es muss also geklärt werden, dass es das Atomgitter "irgendwie" verlässt. Und dass es dabei nicht wieder in ein Loch fällt, sonst ist nichts gewonnen, wir brauchen ja (freie) Löcher. Für mich wirft das ganz also sehr viele Unklarheiten auf. Und es wird in den Lehrwerken so getan, als ob sich solche Fragen nicht stellen würden. An anderer Stelle bei anderen Themen soll man dann aber bitte wieder ganz genau hinschauen und bitte kritisch denken. Meiner Meinung nach: Physikunterricht, wie er nicht sein sollte. Oder siehst Du da irgendeinen anderen Weg? Oder soll Logik nicht wichtig sein für Physik? Anbei eine Illustration der "Löcherlandschaft". Diese würde ich zusätzlich zu den Bilder vom Atomgitter geben. Und daran die Orte stark gebunden, weniger stark gebunden und frei definieren. Und an denen die quantenmechanischen "instantanen" Übergänge diskutieren kann.
Lorz	Verfasst am: 15. Mai 2024 23:06    Titel: jh8979 hat Folgendes geschrieben: Ich verstehe euer Problem auch nicht. Elektron- oder Lochleitung ist doch so ziemlich das einfachste was Schülys verstehen können: ein Elektron zuviel, das sich dann bewegt, oder ein "Loch", das sich durch Elektronenbewegung zu bewegen scheint. Ich kenn wenige Probleme, die man durch didaktische Reduktion einfacher erklären kann.. Ohne Dir zu nahe zu treten - denkst Du dieses Modell auch zu Ende? Die Probleme entstehen für mich erst, wenn ich tiefer reingehe. Wie sich ein Loch Minuspol bewegt darzustellen, das ist nicht das Problem. Aber was ist, wenn das Loch sich dort füllt und nun alle Löcher voll sind? Und wie sollen sich die SchülerInnen nach gängigen Lehrwerken das "in das Loch springen" vorstellen? So wie es in den Büchern illustriert ist, "fliegen" die Elektronen von einer Bindung nahe dem Minuspol zu einem Loch weiter entfernt vom Minuspol. Oder sinniger, sie wandern entgegen der elektrischen Feldrichtung. Ich behaupte aber, dass man schon ziemlich oberflächlich und unreflektiert - eben unwissenschaftlich - diese Illustrationen konsumieren muss, um eben kein Logikproblem zu kriegen. Denn in diesesr Illustrationen wird ja suggeriert, dass das Elektron "sich mal eben so" aus seiner eigentlich festen Bindung befreien kann, um in das Loch hüpfen. Aber wenn es sich eh grundsätzlich befreien kann, wozu braucht man dann überhaupt das Loch? Ein/e SchülerIn, die tatsächlich was auf dem Kasten hat, MUSS sich an dieser Unlogik stören. Alles andere wäre Niveau AFB I. Didaktische Reduzierung - Umgehen von Quantenmechanik - macht aus der Lochleitung eine Animation, deren Ablauf man nur auswendig lernen kann, aber nicht verstehen kann, weil der Ablauf keine Logik hat. Man MUSS einführen, dass das Elektron in die schwächere Bindung tunnelt. Denn wir haben noch den p-n-Übergang und dann auch noch den Transistor vor uns. Oder siehst Du da irgendeinen anderen Weg? Oder soll Logik nicht wichtig sein für Physik?
masterpie	Verfasst am: 09. Mai 2024 10:29    Titel: hngfghfghjfgh hat Folgendes geschrieben: Was die Diode angeht ist es wie bei den Lemmingen, fängt erstmal einer an und springt von der Klippe springen alle hinterher. Vereinfache das mal :-) Nur einen Lemming zulassen?
hngfghfghjfgh	Verfasst am: 08. Mai 2024 21:25    Titel: jh8979 hat Folgendes geschrieben: Ich kenn wenige Probleme, die man durch didaktische Reduktion einfacher erklären kann.. Was die Diode angeht ist es wie bei den Lemmingen, fängt erstmal einer an und springt von der Klippe springen alle hinterher. Vereinfache das mal :-)
jh8979	Verfasst am: 07. Mai 2024 23:41    Titel: Nobby1 hat Folgendes geschrieben: Zitat: Global habe ich folgendes Problem, wenn es zB um die Lochleitung geht. Ohne zu viel Senf hinzuzufügen. Die n-Leitung wird durch Elemente, P, As,Sb, die 5 Aussenelektronen haben verursacht. Das Silicium is 4- bindig und ist halt teilweise durch die 5- bindigen Elemente ersetzt. Durch Anlegen einer Spannung können die überschüssigen Elektronen wandern. Die p-Leitung wird durch Elemente, Al,Ga,In, die 3 Aussenelektronen haben bewerkstelligt. Hier werden die Siliciumatome nicht voll abgebunden.Man sagt es bleiben Löcher da, aber in Wirklichkeit sind dort nicht abgebundene Elektronen des Siliciums, welche eben auch in einem Elektrischen Feld wandern können. Ich verstehe euer Problem auch nicht. Elektron- oder Lochleitung ist doch so ziemlich das einfachste was Schülys verstehen können: ein Elektron zuviel, das sich dann bewegt, oder ein "Loch", das sich durch Elektronenbewegung zu bewegen scheint. Ich kenn wenige Probleme, die man durch didaktische Reduktion einfacher erklären kann..
Nobby1	Verfasst am: 07. Mai 2024 18:43    Titel: Zitat: Global habe ich folgendes Problem, wenn es zB um die Lochleitung geht. Ohne zu viel Senf hinzuzufügen. Die n-Leitung wird durch Elemente, P, As,Sb, die 5 Aussenelektronen haben verursacht. Das Silicium is 4- bindig und ist halt teilweise durch die 5- bindigen Elemente ersetzt. Durch Anlegen einer Spannung können die überschüssigen Elektronen wandern. Die p-Leitung wird durch Elemente, Al,Ga,In, die 3 Aussenelektronen haben bewerkstelligt. Hier werden die Siliciumatome nicht voll abgebunden.Man sagt es bleiben Löcher da, aber in Wirklichkeit sind dort nicht abgebundene Elektronen des Siliciums, welche eben auch in einem Elektrischen Feld wandern können.
Lorz	Verfasst am: 06. Mai 2024 19:04    Titel: Ich hätte jetzt doch noch eine konkrete Frage dazu - ich weiß, es gibt überall Literatur dazu, wenn man googlelt (Wikipedia, Leifi etc) - aber ich verstehe es dort einfach nicht. Ich glaube, ich brauche jemand, der mich abholt, von dort wo ich stehe und mein Verständnisproblem mit mir aufdeckt. Ich fang mal damit an, was ich meine zu verstehen: Lochleitung im p-dotierten Halbleitermaterial (siehe auch mein Bild dazu): Ich fasse so eine Elektronenfehlstelle des p-Materials auf, als einen Ort, wo das Elektron mehr Energie hätte/hat, als an anderen Stellen im Gitter, dort ist die Bindung stärker. Es ist nun also weniger Energie nötig, damit ein Elektron seinen Zustand von stark gebunden zu schwach gebunden ändert gegenüber der Zustandsänderung von stark gebunden zu frei. Somit verstehe ich wie im p-dotierten Siliziumkristallgitter mehr Elektronenbewegung/mehr Ladungsverschiebung stattfindet als im reinen Siliziumkristallgitter. Den Zustandswechsel muss man sich quantenmechanisch vorstellen, dh, um in ein Loch zu springen, wird das springende Elektron nicht zwischendurch frei, sondern wechselt "instantan" von der starken in die schwache Bindung. Wenn es zwischendurch frei wäre - tja braucht die Löcher ja nicht mehr. Also kurzum: Zwischenzustände a la "frei" sind verboten. Lege ich eine Spannung an das p-dotierte Stück, so habe ich zunächst eine Lochleitung, denn bevor das Elektrisches Feld die stark gebundenen Elektronen direkt befreit, wechseln sie vorher lieber in ein Loch, das ist energetisch günstiger. Ist das Loch zum Minuspolseite gewandert, so füllt es sich dort und es gibt kurzzeitig kein Loch und keine weitere Leitfähigkeit. Doch die gefüllten Löcher bei den "p-Atomen" lassen sich ihre Elektronen etwas leichter entziehen, als die stark gebunden Elektronen, sodass dort mit weniger Energieaufwand freie Elektronen entstehen, die zum Pluspol wandern (falls sie unterwegs nicht in ein Loch fallen) und es entstehen wieder Löcher, die die Lochleitung von neuem initiieren. Fazit: die Elektronenfehlstelle bringt ein hilfreiches Zwischenniveau. Denn das freisetzen eines Elektrons muss nun nicht mehr einer Energieportion geleistet werden, so kann mit zwei kleineren Energieportionen geschafft werden. Wie ist es nun beim n-dotierten Silizium? Dort ist ebenfalls eine schwache Bindungsstelle (ist die genauso schwach, wie beim p-dotierten Leiter? Bzw ist das variabel, wie sehr ist materialkombinationsabhängig?). Doch hier gibt es anscheinend keine Lochleitung, sobald das Elektronen seine schwache Bindung verlassen hat. Oder doch? Falls nicht - wieso sollte nun eine Leitung über Elektronenstöße besser funktionieren? Die anderen Bindungen sind doch genau so fest...
Myon	Verfasst am: 13. Feb 2024 11:22    Titel: Lorz hat Folgendes geschrieben: Schon mal vielen Dank für Deine Erklärungen, die scheinst Du ja aus dem FF schütteln zu können, wow! Nein, ganz und gar nicht! Ich bin auch nochmals meine Lernkarten, auf denen ich den Stoff ziemlich ausführlich zusammengefasst habe, durchgegangen... Die Physik der Halbleiter inkl. pn-Übergang etc. wird natürlich auch in jedem Festkörperphysik-Buch ausführlich behandelt. Auch gibt es gute Wikipedia-Artikel zum Thema.
ML	Verfasst am: 13. Feb 2024 00:44    Titel: Hallo, Lorz hat Folgendes geschrieben: Schon mal vielen Dank für Deine Erklärungen, die scheinst Du ja aus dem FF schütteln zu können, wow! grundsätzlich kann man die Halbleiter ja aus zwei Perspektiven betrachten: a) der makroskopischen Perspektive der Kennlinien und b) der mikroskopischen Perspektive. Kennlinien beschreiben das Außenverhalten, d. h. den Zusammenhang zwischen u(t) und i(t) an den Klemmen des Bauelements. Diese lassen sich im Falle der Diode leicht aufnehmen. Im Falle der Photodiode ist es etwas schwieriger, da die Photodiode im 1. und 3. Quadranten als Verbraucher, im 4. Quadranten jedoch als Energieerzeuger fungiert. (Viele Spannungsquellen wollen keine Energie aufnehmen.) Von der Diodenkennlinie (und den Kennlinien verschiedenfarbiger LEDs) kann man zum PN-Übergang kommen und überlegen, wie es zu der jeweils farbabhänigen Diodenspannung kommt. Für die mikroskopische Perspektive würde ich folgendes Lehrbuch empfehlen: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-07579-1 Es ist sicherlich in einer Bibliothek in der näheren Umgebung erhältlich. Auf einfacherem Niveau kann man auch mit Leifi anfangen: https://www.leifiphysik.de/elektronik/einfuehrung-die-elektronik/grundwissen/dotierte-halbleiter Viele Grüße Michael
Lorz	Verfasst am: 13. Feb 2024 00:30    Titel: Myon hat Folgendes geschrieben: Das Thema Halbleiter ist ein grosses Gebiet, und ich weiss nicht, auf welcher Stufe Du dieses unterrichtest. Qualitativ wären für mich wichtige Punkte: Schon mal vielen Dank für Deine Erklärungen, die scheinst Du ja aus dem FF schütteln zu können, wow! Bevor ich das, auch mit Hilfe von Grafiken, versuche nachzuvollziehen, was Du und ML geschrieben ha(s)t - eine einfachere Antwort zur fachlichen Tiefe. Also das Thema kommt im Rahmen der Elektrik in Klassenstufe 10 vor, das ist das, was bei mir jetzt anliegt. Vorkommen tut es in der Schule auch in der Sek II beim Halbleiterdetektor (Aufnahme von -Spektren) und Transistoranwendungen, etwa Rückkopplungsschaltung nach Messner. Unterrichten kann ich Dioden in dem Sinne, dass ich die Bilder im Schulbuch zur Lochleitung zeige. Dieser Part gleicht jedoch mehr dem Auswendiglernen eines Gedichtes. Also es ist dann so, wie Physikunterricht nicht sein sollte - die SchülerInnen lernen einen Ablauf auswendig, es gibt keinen Raum, um wirklich nachzudenken. Generell ist es für mich ein unbefriedigender Zustand, die Diode (und damit verknüpfte Themen wie Halbleiter und Transistoren) nicht so richtig zu verstehen. Ich halte diesen Teil bisher kurz zugunsten der Anwendungen, etwa dem Gleichrichter oder dem praktischen Nutzen von Halbleitern bei technischen Anwendungen. Aber vielleicht ergeben sich ja doch bald Möglichkeiten. ..to be continued..
Lorz	Verfasst am: 13. Feb 2024 00:16    Titel: Frankx hat Folgendes geschrieben: Zitat: Bald ist es wieder so weit - ich muss Halbleiter unterrichten. Ich mag die meisten Physikthemen ja gerne und habe mir da eigentlich gutes Material zu entwickeln können. Aber die Leitungsvorgänge in einer Diode... puh Hier ein gutes Beispiel, wie man mit schwierigen physikalisch-technischen Themen pädagogisch richtig umgeht. https://www.youtube.com/watch?v=7QWosNm5xV8 . Good old memories come back
Frankx	Verfasst am: 12. Feb 2024 12:21    Titel: Zitat: Bald ist es wieder so weit - ich muss Halbleiter unterrichten. Ich mag die meisten Physikthemen ja gerne und habe mir da eigentlich gutes Material zu entwickeln können. Aber die Leitungsvorgänge in einer Diode... puh Hier ein gutes Beispiel, wie man mit schwierigen physikalisch-technischen Themen pädagogisch richtig umgeht. https://www.youtube.com/watch?v=7QWosNm5xV8 .
ML	Verfasst am: 12. Feb 2024 11:35    Titel: Hallo Myon, soweit würde ich alles unterschreiben. Die Aussage "Tatsächlich bewegen sich aber immer Elektronen" kann leicht zu Missverständnissen führen. Ergänzt werden sollte, dass die Löchterleitung nicht durch freie Elektronen verursacht wird, was dadurch deutlich wird, dass sie eine effektive Masse ungleich der Elektronenmasse haben. Darüber hinaus lässt das Vorzeichen der Hall-Spannung auf positive Ladungsträger schließen, wenn ich das richtig recherchiert habe (ich habe es leider noch nie selbst ausprobiert, habe das aber vor). Viele Grüße Michael
Myon	Verfasst am: 12. Feb 2024 10:14    Titel: Ich verstehe Deine Regeln und was die Energien E1, E2 bedeuten, auch nicht ganz. Ich denke, dass manche Verständnisprobleme mit der "Lochleitung" darin liegen, dass man sich zuviel darunter vorstellt. Grundsätzlich ist ein Loch ja einfach eine unbesetzte Elektronenstelle in einem Valenzband. Das Thema Halbleiter ist ein grosses Gebiet, und ich weiss nicht, auf welcher Stufe Du dieses unterrichtest. Qualitativ wären für mich wichtige Punkte: -Wesentlich für Halbleiter ist das Energiebändermodell. Ursache für das Entstehen von Energiebändern ist das periodische Potential der Gitterionen (Atomrümpfe), in dem sich die äusseren, schwach gebundenen und nicht nur um den Kern herum lokalisierten Elektronen befinden. Das gitterperiodische Potential führt zur Ausbildung von Energielücken ("verbotene" Energieintervalle) im Anregungsspektrum der äusseren Elektronen. -Bei einem ganz einfachen, undotierten Halbleiter sind im Grundzustand alle Zustände in einem unteren Energieband (Valenzband) besetzt. Darüber befindet sich eine Bandlücke. Nur bei Anregung (thermisch oder wie erwähnt z.B. mit Einstrahlung von Photonen) können Elektronen aus dem Valenzband ins Leitungsband angehoben werden. Ist das Valenzband voll besetzt, können sich Elektronen dort nicht bewegen, da keine freien Plätze vorhanden sind. Erst, wenn Elektronen vom Valenzband ins Leitungsband angeregt werden werden, entstehen im Valenzband unbesetzte Stellen. Wird eine Spannung an den Halbleiter angelegt, können sich dann die Elektronen im Leitungsband und die Elektronen im Valenzband bewegen. Im Valenzband kann man sich nun vorstellen, dass sich nicht Elektronen bewegen würden, sondern in entgegengesetzter Richtung die unbesetzten Stellen (positiv geladene Löcher). Tatsächlich bewegen sich aber immer Elektronen. -Durch das Dotieren, das Einbringen von 3- oder 5-wertigen Fremdatomen in 4-wertige Kristalle (Si, Ge), werden die Eigenschaften des Halbleiters nochmals wesentlich verändert. Bringt man 3-wertige Atome ein (Akzeptoren), so entsteht nahe über dem Valenzband ein Energieniveau, wohin Elektronen mit relativ wenig Energie aus dem Valenzband angeregt werden können, wodurch dort ein "Loch" entsteht. Es entsteht ein p-Halbleiter. 5-wertige Fremdatome (Dontatoren) führen zu einem Energieniveau dicht unter dem Leitungsband, von wo wiederum mit rel. geringer Energie Elektronen ins Leitungsband angehoben werden können (n-Halbleiter). -Bringt man einen n-HL und einen p-HL zusammen, entsteht ein steiler Gradient von n-Elektronnen im Leitungsband und von p-Löchern im Valenzband. Als Folge davon diffundieren Elektronen in den p-Teil und Löcher in den n-Teil, wo sie jeweils mit den Löchern bzw. Elektronen rekombinieren. Es entsteht eine negative Ladungsdichte im p-Teil und eine positive Ladungsdichte im n-Teil. Das dadurch hervorgerufene E-Feld treibt wiederum Ladungsträger zurück. Als Resultat entsteht am Übergang eine Verarmungszone (Sperrschicht). Die Dicke der Sperrschicht kann durch das Anlegen einer äusseren Spannung geändert werden. Es entsteht der typische Strom-Spannungsverlauf einer Diode.
ML	Verfasst am: 12. Feb 2024 00:55    Titel: Re: Diode - suche gute Erklärung Hallo, Lorz hat Folgendes geschrieben: Regel 01: Es ist energetisch günstiger in das Loch zu gehen, dort hat es und es gilt Puh. Es geht dort auch nur rein, wenn es vor Ort ist, die überschüssige Energie los wird, der Impulserhaltungssatz eingehalten wird u. ä. Nicht umsonst gibt es im Halbleiter den Begriff der "freien Weglänge". Zitat: Regel 02: Ist das Elektron im Loch, so geht es heraus, weil es energetisch günstiger ist, das Loch zu verlassen. So einfach ist das nicht. Um ein Elektron-Loch-Paar zu bilden, muss schon eine entsprechende Energie aufgebracht werden. Ganz ohne Zutun von außen bleibt das Elektron im Loch gefangen. Bei einer Photodiode geschieht die Bildung eines Elektron-Loch-Paars oft durch Einstrahlung eines Photons. Aber auch die thermische Energie hat einen großen Einfluss auf die Besetzung der einzelnen Zustände: https://de.wikipedia.org/wiki/Fermi-Dirac-Statistik Viele Grüße Michael
Lorz	Verfasst am: 11. Feb 2024 22:40    Titel: Diode - suche gute Erklärung Hallo! Bald ist es wieder so weit - ich muss Halbleiter unterrichten. Ich mag die meisten Physikthemen ja gerne und habe mir da eigentlich gutes Material zu entwickeln können. Aber die Leitungsvorgänge in einer Diode... puh, da sträubt sich mir alles. Global habe ich folgendes Problem, wenn es zB um die Lochleitung geht. Ich lese dort insgesamt folgendes Denkschema heraus: Ein Elektron habe eine gewisse Energie außerhalb einer Elektronenfehlstelle. Regel 01: Es ist energetisch günstiger in das Loch zu gehen, dort hat es und es gilt Regel 02: Ist das Elektron im Loch, so geht es heraus, weil es energetisch günstiger ist, das Loch zu verlassen. Es gilt also insgesamt Deshalb mag ich diese Lochleitungserklärung nicht... Wahrscheinlich wird das ein harter Kampf - aber hat jemand die Muße, mir die Logik des Lochleitungsmodell zu erklären und obigen Widerspruch aufzulösen?

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