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PikachuDerPhysiker
Anmeldungsdatum: 27.11.2016
Beiträge: 75
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 PikachuDerPhysiker Verfasst am: 30. Nov 2016 15:47 Titel: Der elektrische Widerstand in Halbleitern |
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Hallo,
ich habe eine Frage zum elektrischen Widerstand in Halbleitern. Und zwar steht in meinem Buch: ''Der elektrische Widerstand eines Halbleiters ist von dessen Temperatur abhängig. Dabei wirken zwei gegensätzliche Vorgänge. Einerseits führen bei höherer Temperatur die Atome und Ionen des Halbleiterkristalls stärkere Schwingungen um ihre Ruhelage aus und behindern dadurch stärker die Bewegung der frei beweglichen Elektronen.
Andererseits können sich bei einer höheren Temperatur mehr Außenelektronen aus ihren Bindungen lösen. Somit stehen mehr frei bewegliche Ladungsträger zur Verfügung.
Je nachdem, welcher dieser Vorgänge überwiegt, steigt oder sinkt der Widerstand eines Halbleiters bei Temperaturerhöhung.''
Kennt vielleicht jemand ein Beispiel, wann einer dieser Vorgänge den anderen überwiegt. Weil wenn sie gekoppelt ablaufen, wie kann denn der eine den anderen ''überwiegen''? Ich wäre für jede Antwort dankbar.
MfG PikachuDerPhysiker |
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yellowfur
Moderator
Anmeldungsdatum: 30.11.2008
Beiträge: 804
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| yellowfur Verfasst am: 02. Dez 2016 23:18 Titel: |
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Falls die Frage noch aktuell ist:
Man unterscheidet grob zwischen Metall, Halbleiter, Nichtleiter (Isolator) und Supraleitern.
Ein Metall ist aufgebaut aus Metallatomen, die ein Gitter bilden und um die herum die frei beweglichen Valenzelektron frei bewegliche Ladungsträger sind. Deshalb leiten Metalle den elektrischen Strom im Allgemeinen gut.
Im Wesentlichen alle Valenzelektronen beteiligen sich am Leiten des elektrischen Stromes, durch Temperaturerhöhung kann man nicht oder nur wenig zusätzliche Elektronen "gewinnen".
Erhöht man die Temperatur, so beginnen die zunehmenden Gitterschwingungen den mittleren freien Weg der Ladungsträger zu blockieren, der Widerstand des Metalles nimmt mit steigender Temperatur zu. Ein Beispiel für metallische Leiter sind Nickel, Eisen oder Gold.
Ein Halbleiter hat Ladungsträger, die noch nicht genug Energie besitzen, um frei zu schwingen, aber erhöht man die Temperatur, hebt man Ladungsträger ins Leitungsband und der Widerstand des Halbleiters sinkt mit steigender Temperatur. Ein Beispiel für einen Halbleiter ist Silizium.
Ein Nichtleiter hat von der inneren Struktur keine gut beweglichen Ladungsträger.
Ein Beispiel für einen Nichtleiter ist Glas.
Ein Supraleiter verliert unterhalb einer kritischen Temperatur jeglichen Widerstand, was diese für bestimmte Experimente und Anlagen sehr begehrt macht. Supraleitung ist noch nicht vollständig verstanden, tritt in verschwiedenen Graden auf (Typ I, Typ II usw) und beruht auf einem Quanteneffekt.
Stoffe, deren Leitfähigkeit mit der Temperatur zunimmt, heißen Heißleiter und Stoffe, deren Leitfähgigkeit mit steigender Temperatur abnimmt, werden Kaltleiter genannt.
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Wenn du einen Traum hast, dann folge ihm. Wer weiß, wo er dich hinführen könnte. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Dez 2016 20:59 Titel: |
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| PikachuDerPhysiker hat Folgendes geschrieben: | | Kennt vielleicht jemand ein Beispiel, wann einer dieser Vorgänge den anderen überwiegt. Weil wenn sie gekoppelt ablaufen, wie kann denn der eine den anderen ''überwiegen''? |
Undotierte Halbleiter sind im Allgemeinen immer Heißleiter, d.h. bei ihnen überwiegt der Mechanismus der feldstärkeunterstützten thermischen Freisetzung zusätzlicher Ladungsträger. Bei dotierten Halbleitern kommt es auf die Art und Stärke der Dotierung an, ab welcher Temperatur und/oder Feldstärke der Mechanismus der thermischen Ladungsträgerbehinderung überwiegt. Der ist im Allgemeinen aber nicht sehr ausgeprägt und verschwindet wieder bei weiterer Erhöhung von Temperatur und/oder Feldstärke. |
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PikachuDerPhysiker
Anmeldungsdatum: 27.11.2016
Beiträge: 75
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| PikachuDerPhysiker Verfasst am: 04. Dez 2016 18:09 Titel: |
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Danke euch sehr für die Antworten 
MfG PikachuDerPhysiker |
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