Halbleiter

In jedem Handy und jeder LED-Lampe stecken Halbleiter. Was steckt dahinter?

In diesem Video lernst du Dotierung, Diode und Leuchtdiode kennen.

Metalle wie Kupfer leiten Strom sehr gut.

Glas und Kunststoff leiten fast nicht. Sie sind Isolatoren.

Halbleiter wie Silicium liegen dazwischen.

Anders als Metalle leiten sie warm besser.

Ein Siliciumatom hat vier Außenelektronen.

Im Kristall bildet es vier Bindungen. Alle Elektronen sind fest.

Durch Wärme kann sich ein Elektron losreißen.

Zurück bleibt ein Loch. Auch Löcher leiten Strom.

Reines Silicium leitet schwach. Deshalb baut man Fremdatome ein: Dotierung.

Phosphor hat fünf Außenelektronen. Das ergibt n-Silicium.

Das fünfte Elektron ist frei beweglich und negativ.

Bor hat nur drei Außenelektronen. Das ergibt p-Silicium.

Einer Bindung fehlt ein Elektron. Dieses Loch wirkt positiv.

Eine n-Schicht und eine p-Schicht aneinander ergeben eine Diode.

An der Grenze füllen Elektronen die Löcher. Es entsteht eine Sperrschicht.

Pluspol an n: Die Sperrschicht wird breiter, kein Strom fließt.

Minuspol an n: Die Sperrschicht verschwindet, Strom fließt.

Eine Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch.

In einer Leuchtdiode treffen Elektronen auf Löcher.

Fällt ein Elektron in ein Loch, gibt es Energie als Licht ab.

Die Farbe hängt vom Material ab.

Fassen wir zusammen.

Halbleiter leiten mäßig und bei Wärme besser.

Bei n-Dotierung gibt es zusätzliche freie Elektronen.

Bei p-Dotierung entstehen Löcher.

Eine Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch.

In der Leuchtdiode erzeugen Elektronen und Löcher Licht.

Super! Jetzt bist du dran.