Yb Pt Si - Type Yb Pt Si - Type

192 KAPITEL 4. MAKROSKOPISCHE EIGENSCHAFTENihr absorbiert wird, ist die Photodiode (Sonnenzelle). Die vom Licht erzeugten p − n-Paarewerden vom kräftigen Feld in der Potentialstufe getrennt und vereinigen sich, falls die Belägeder n- und der p-leitenden Schicht durch einen Draht verbunden sind, lieber “hintenherum”,da der Widerstand der Schicht, des Drahtes und selbst eines Verbrauchers kleiner ist alsin der Übergangsschicht. Das ist die einfachste z.B. für Satelliten oder aber auch für den“Hausgebrauch” auf Si- oder Ge-Basis benutzte Sonnenzelle. Gründe für die nur geringenWirkungsgrade (10 %) sind offensichtlich: Rekombinationsverluste sind unvermeidlich; beizu dünner Grenzschicht wird zu wenig absorbiert, bei zu dicker reicht das Feld nicht zurTrennung aus.Etwa das Umgekehrte spielt sich bei der Elektrolumineszenz-Diode, LED, ab: Ein angelegtesFeld treibt die Elektronen und Löcher, die teilweise an den Elektroden injiziert wordensind, aufeinander zu, bis sie in der junction unter Lichtemission rekombinieren.Beim Transistor (erfunden 1947, Nobelpreis 1956, Bardeen, Brattain, Shockley), schiebtman eine sehr dünne n-leitende Schicht in einem p-leitenden Kristall oder umgekehrt, schaltetalso 2 p − n-junctions, entgegengesetzt gepolt, hintereinander (p − n − p, bzw. n − p − n-Transistor). Auf jede der drei Schichten wird ein Kontakt aufgebracht (Emitter-, Basis-,Kollektorkontakt).Die Funktionsweise des Transistors wird anhand von p-n-p Schichten beschrieben (vgl.Abb. 4.15):Abbildung 4.15: Zur Funktionsweisedes pnp-TransistorsDer Übergang p 1 − n sei in Durchlassrichtunggepolt, d.h. an der Elektrode E liegt gegenüberB eine positive Spannung, so dass einStrom vom Emitter E zur Basis B fließt, der imp 1 -Teil überwiegend durch Löcher und im n-Teilüberwiegend durch Elektronen getragen wird. Derzweite n−p 2 -Übergang sei in Sperrrichtung gepolt,d.h. an K liegt eine negative Spannung gegenüberB.Die Löcher können im n-Teil mit Elektronen rekombinieren,was zum Basisstrom beiträgt. Wenndie n-Schicht genügend dünn ist, kann ein Teil derLöcher durch die n-Schicht diffundieren und in denp 2 -Teil gelangen. Hier werden sie durch die negative Spannung an K beschleunigt, rekombinierenan der Elektrode K (Kollektor) mit den von der Spannungsquelle zugeführten Elektronen,die den Kollektorstrom I K bilden. Die Stärke des Kollektorstromes hängt ab vomEmitterstrom und von der Basisspannung, weil diese den Anteil des Emitterstomes bestimmt,der auf die Basis fließt und daher dem Kollektorstrom fehlt. Ändert man bei fester Kollektor-Basis-Spannung U KB den Emitterstrom I E , so ändert sich der Kollektorstrom entsprechend.Diese sogenannte Basisschaltung (vgl. Abb. 4.16), bei der die Basis der gemeinsame Anschlusspunktfür von Eingangs- und Ausgangskreis ist, kann als Spannungsverstärker genutztwerden.Da der erste p-n-Übergang in Durchlassrichtung gepolt ist, wird der EingangswiderstandR e zwischen Emitter und Basis klein, während der Ausgangswiderstand R a zwischen Kol-