Versuch: "Diode, Transistor, Thyristor"

Diode, Transistor, Thyristor
Bild 5: Ausbildung der Grenzschicht G beim pn-Übergang
Das elektrische Feld ist mit einer Potentialdifferenz verbunden. Die gesamte, an der Grenzschicht
auftretende Potentialdifferenz wird Diffusionsspannung U
D
genannt. Sie hängt vom
Dotierungsgrad beiderseits der Grenzschicht, von der Temperatur und von der Halbleiterart
ab. Bei Ge beträgt U D
−~ 0.3 bis 0.4 V, bei Si ist U D
−~ 0.5 bis 0.6 V.
2.2 pn-Übergang mit äußerer Spannung in Sperrrichtung
Als Ausgangspunkt zeigt Bild 6a nochmals den pn-Übergang ohne äußere Spannung. Legt
man nun an den Kristall eine Spannung U so an, dass der Pluspol der Spannungsquelle mit der
n-Zone, der Minuspol mit der p-Zone verbunden ist, so stellen sich die in Bild 6b skizzierten
Verhältnisse ein. Die äußere Spannung U hat den gleichen Richtungssinn wie die Diffusionsspannung
U
D
. Hierdurch werden bewegliche Ladungsträger von den Rändern der Grenzschicht
abgezogen.
Bild 6a: pn-Übergang ohne äußere Spannung
Bild 6b: pn-Übergang mit Spannung in Sperrrichtung
Die Raumladungszonen verbreitern sich, bis durch die sie erzeugte Potentialdifferenz gleich
der Spannung ( U + U D
) ist. Im äußeren Stromkreis fließt nur der kleine Sperrstrom I
S
. Er
entsteht durch die in der Grenzschicht in geringer Anzahl vorhandenen Minoritätsträger, die
im Gegensatz zu den Majoritätsträgern vom elektrischen Feld in der Grenzschicht über den
pn-Übergang hinwegbewegt werden.
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