p-n Halbleiter-Übergang

schoem · Anmeldungsdatum: 24.10.2012 Beiträge: 2

Meine Frage:
Ich frage mich wie das mit dem p/h-Übergang bei einem Halbleiter abläuft weil die Quellen die ich bis jetzt eingesehen haben sich zum Teil gegenseitig wiedersprechen.
Ich würde mich sehr freuen wenn mir das einer genauer erklären könnte.
Meine These und der Grund für meine Verwirrung ist im unteren Abschnitt genauer erklärt

Meine Ideen:
Mit Elementen der fünften Hauptgruppe dotiertes Silizium ist ein n-Halbleiter. Er fungiert als Elektronendonator, da das eingebaute Element ein Valenzelektron für das Kristallgitter zu viel besitzt; dadurch ist ein leichtes Abtrennen möglich wodurch ein frei bewegliches Elektron und ein stationäres positive Elektronenlücke (positive Ladung) entstehen.
Nach außen hin ist das System noch neutral, da sich die Ladungen gegenseitig aufheben.

Dotiert man jedoch Silizium mit einem Element der dritten Hauptgruppe so erhält man einen p-Halbleiter. Dieser wird auch als Elektronenaktzeptor bezeichnet, da dem eingebauten Element ein Elektron fehlt um vollständig ind die Kristallstruktur eingebaut zu werden, was es sich von nebenstehenden Bindungen holt, indem es diese aufbricht. Nun hat jedoch das Element der dritten Hauptgruppe ein Elektron zu viel was ihm zu einer statischen negativen Ladung macht und zusätzlich entsteht eine bewegliche positive Elektronenlücke (positive Ladung).
Auch dieses System ist nach Außen hin neutral, da sich wiederum die entgegengerichteten Ladungen gegenseitig aufheben.

Bei der Übergangsregion kommt es dazu, dass Elektronen der n-Seite auf die p-Seite übertreten um sich mit den "Löchern" zu Rekombinieren. Gleichzeitig wandern die "Löcher" von der p-Seite auf die n-Seite um sich mit den Elektronen zu Rekombinieren.

Meiner Meinung nach müsste dadurch die p-Seite negativ geladen sein, da in ein neutrales System Elektronen, also negative Ladungen, eingeführt werden. Genauso müsste die n-Seite positiv geladen sein, da in ein neutrales System Elektronenlücken, also positive Ladungen, eingeführt werden.

Ich kann es deshalb nicht nachvollziehen warum in den Physikbüchern steht, dass durch den Ausgleich am p-n Übergang die n-Seite negativ und die p-Seite positiv wird.

Rmn · Anmeldungsdatum: 26.01.2010 Beiträge: 473

schoem · Anmeldungsdatum: 24.10.2012 Beiträge: 2

Und zwar stand das im Buch "Die neie Meisterprüfung - Solar Anlagen" vom Zentralverand. Ausgeliehen aus der Universitätsbibliothek Ilmenau mit der Nummer 0032186 6. Ich gehe davon aus dass das die Ausleihnummer ist bin mir da aber nicht ganz sicher.

Die Datei ist leider zu groß um das Bild selbst hochzuladen und beizufügen, aber ich kopier jetzt einfach mal den Text 1 zu 1 im folgenden Abschnitt.

So grenzt bei einer Silizium-Halbleiterstruktur ein mit Phosphor dotiertes n-Gebiet an eine p-Schicht, die mit Bohr dotiert ist. Wird eine solche Struktur mit Licht bestrahlt, entsteht am pn-Übergang ein elektrisches Feld (die Raumladungszone). In der n- und in der p-leitenden Zone werden durch Lichtbeschuss Elektronen aus dem Atomverband herausgerissen, wodurch eine analoge Menge von Löchern entsteht. Um das Ladungsgleichgewicht wieder hezustellen, diffundieren so erzeugte freie Elektronen aus dem p-Gebiet in die n-Zone und umgekehrt Löcher aus dem n-Gebiet in den p-Bereich. Es bildet sich ein Überschuss von Elektronen im n-Gebiet und ein solcher von Löchern im p-Bereich. An den Metallkontakten, die sich an der Ober- und Unterseite der Struktur befinden, entsteht eine Spannung mit einer Polaritt, die dem inneren Feld entgegengesetzt ist.

Den Ausschnitt findet man auf Seite 31 falls jemand nachlesen will.

Rmn · Anmeldungsdatum: 26.01.2010 Beiträge: 473

Bestrahlung mit Licht ist etwas anderes, da kann man Elektronen auf höhere Energieniveaus anregen.