Halbleiter Bauelemente in 9 Minuten einfach erklärt! | #EdisTechlab
Edi's Techlab
https://www.youtube.com/watch?v=nIbHqmDeKh0

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 hallo und herzlich willkommen bei aegis technik im heutigen video geht es um kein bauteil sondern um theorie und zwar darum wie halbleiter bauteile
0:11 funktionieren und nach diesem video bin ich sicher jeder kann das [Musik]
0:29 die elektrische leitfähigkeit von halbleitern delikt zwischen metallen wie zb kupfer und isolatoren mit glas bei metallen haben wir eine hohe dichte an
0:41 frei beweglichen ladungsträger und bei isolatoren sind die ladungsträger fest an den dollar gebunden die halbleiter finden wir in der periode
0:52 der bälle hier auf dieser seite das silizium ist das am häufigsten verwendete halbleitermaterial und anhand diesem
1:02 beispiel schauen wir uns das prinzip der halbleiter an für die dotierung von halbleitern wird meistens bohr- oder phosphor verwendet
1:14 das silizium hat die ordnungszahl 14 aber sehen wir uns zuerst kurz an wie er dome aufgebaut sind der atomkern vom silizium besitzt 14 protonen und 14
1:27 neutronen die protonen sind elektrisch positiv geladen und die neutronen haben keine elektrische ladung und den atomkern haben wir bei silizium drei
1:40 elektronen bahnen auf diesen bahnen verteilt sich jetzt die 14 elektronen die innere bahn die sogenannte car schale kann zwei elektronen aufnehmen
1:54 die nächste die edel schale kann acht elektronen aufnehmen bis sie voll gefüllt ist die restlichen vier elektronen befinden sich jetzt in der m
2:05 schale die vier außen elektronen werden auch valencia elektronen genannt die emscherallee kanada 8 elektronen aufnehmen das heißt es fehlen noch vier
2:17 dafür die verbindung von atomen nur die valencia elektronen interessant sind können wir das silizium vereinfacht darstellen mit vier aus elektronen
2:30 das silizium kann sich mit anderen silizium atome zu einem silizium gitter verbinden bei dieser bindung teilen sich die silizium atome jeweils ein elektron
2:41 um die valencia mit acht elektronen zu fühlen diese bindung nennt man eine kuh valente bindung bei tiefen temperaturen oder bei raumtemperatur basiert mit
2:53 diesen halbleiter nichts und alle elektronen sind festgebunden und die leitfähigkeit der halbleiter ist gering wird die temperatur erhöht geraten diese
3:05 lithium atome in schwingungen und die elektronen können sich vom gitter verbund lösen und sich frei bewegen am platz vor das elektron war entsteht nun
3:16 ein positives loch und durch die frei beweglichen elektronen erhöht sich die leitfähigkeit im quadrat zur temperatur das penta modell ist ein physikalisches
3:29 modell für die energie zustände der elektronen in einem festkörper ein halbleiter hat zwei energetische band das rollins band die b leitung das mit
3:41 elektronen besetzt ist und das leitungs band die einleitung das mit über gesprungenen elektronen besetzt ist dazwischen haben wir die bandlücke
3:56 die bank lücke ist bei undotierten halbleitern sogenannte eigen halbleiter so klein dass schon bei raumtemperatur die elektronen von valence band zum
4:07 leitungsbau überspringen können bei diesem modell geht man davon aus dass nur elektronen im leistungsband zum ladungstransport beitragen
4:18 wer interesse an anderen tweet yourself themen hat der finder mittlerweile eine gute auswahl an themen basierten e books wer lieber alles gesammelt haben möchte
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4:41 des lab und ich möchte mich jetzt schon recht herzlich bei euch bedanken die eigene leitung von reinen halbleiter kristallen ist wegen der starken
4:51 temperaturabhängig kite nicht erwünscht um halbleiter technisch nutzbar zu machen werden die halbleiter kristalle mit fremdatomen verunreinigt diesen
5:01 vorgang nennt man notieren und es kann wahlweise ein elektronen überschuss eine in schicht- oder ein elektronen mankel b schicht dotiert werden
5:12 starten wir mit der internierung bei dem ein fremder dem eingesetzt wird mit mehr außen elektronen als silizium typischerweise wird hier phosphor
5:23 verwendet das ein freies elektron zur verfügung stellt es kann aber auch aussehen oder antimon verwendet werden
5:34 da hin ektron ein negativ geladener ladungsträger ist spricht man hier von einem leiter im atomkern steht jeden elektronen protonen gegenüber was den
5:46 halbleiter selbst nach der dotierung noch elektrisch neutral bleiben lässt bevor wir jetzt zu kommen und ihr keine weiteren videos von
6:00 edi ist echt versäumen wollt dann könnt ihr jetzt kostenlos den kanal abonnieren und die kleine glocke drücken bei der pilotierung wird ein fremder
6:10 domain gesetzt mit weniger außen elektronen als silizium für eine pilotierung kann aluminium gallium indium oder auch bohr eingesetzt werden
6:24 durch das fehlende elektronen steht ein defekt elektron dass auch positives loch genannt wird wird ein elektron durch wärmeeinwirkung frei dann wird es von
6:35 der offenen bindung angezogen dadurch verschwindet das loch aber an einer anderen stelle ist ein neues loch entstanden durch den elektronen mankel
6:46 respektive positive ladung spricht man hier von einem leiter der selbst nach der dotierung noch elektrisch neutral bleibt da den fünf elektronen fünf
6:57 protonen im kern gegenüber stehen zwei dotierten materialien jetzt technisch anwenden zu können zeige ich
7:08 euch den sogenannten beim übergang wird ein begleitendes material mit einem leitenden material zusammen gefügt dann entsteht im grenzbereich der sogenannte
7:20 pn übergang dieser bereich wird auch grants oder sperrschicht genannt ohne äußere einwirkung durch spannung wandern durch
7:31 die wärme schwingung die freien elektronen von der in schicht zu den löchern in der b- schicht und gehen dort eine verbindungen
7:39 das wandern der elektronen nennt man ladungsträger die fusion und es entsteht ein ionen gitter in dieser unfreien ladungsträgern verarmten sperrschicht
7:51 entsteht ein starkes elektrisches feld das eine weitere elektronen wanderung verhindert
7:59 bei steigender temperatur wird die sperrschicht breiter und das elektrische feld größer bei 20 grad celsius entsteht hinter sperrschicht eine die fusion
8:10 spannung motiv die bei silizium 0,7 volt beträgt hier noch als anmerkung bei germanium beträgt die fusion spannung nur 0,3 wollt
8:24 ich hoffe ihr hattet spaß an dem sehr theoretische video aber das sind eben die grundlagen für die nachfolgenden bauteile wie zb die dioden transistoren
8:35 oder der mos fällen wenn euch das video gefallen haben dann würde ich mich über ein daumen hoch sehr freuen vielen dank und bis zum nächsten video
8:46 pd wenn euch das video gefallen hat dann gebt mir jetzt einen daumen hoch abonniert den kanal vielen dank fürs zu
8:56 sehen bis zum nächsten mal dies dächten [Musik]
9:09 [Musik]