stefan m. gergely

Seine funktionellen Elemente bestehen bloß aus zwei feinen Drähten,
die zur Spitze eines nadeiförmigen Teiles aus halbleitendem
Material zulaufen, der auf eine metallene Unterlage aufgelötet ist.
Wenn durch den einen Draht Strom fließt, wird dieser durch den
Halbleiter verstärkt und durch den zweiten Draht abgeführt.«
Obwohl die Funktionsfähigkeit des neuen Verstärkerprinzips klar
beweisbar war und auch die Vorteile- der Transistor ist kleiner
und schneller als Röhren - augenfällig waren, blieb das Echo auf
die Neuentwicklung zunächst aus. Angesichts der Tatsache, daß
schon damals die Elektronikindustrie in den Vereinigten Staaten
die Schallmauer von 1 Milliarde Dollar Umsatz pro Jahr durchbrochen
hatte, ist dies eigentlich verwunderlich. Vielleicht ist die auch
in Fachkreisen zunächst zögernde Aufnahme des Transistors darauf
zurückzuführen, daß es erheblichen Umdenkens bedarf, um
vom Verständnis der Vakuumröhre zum Verständnis des Transistors
zu gelangen. Zudem konnte der Transistor die Röhre zunächst
nur in einigen Anwendungen ersetzen. Auch die Herstellungstechnologie
ist eine ganz andere. Doch davon später.
Transistoren werden aus Halbleitern gefertigt. Halbleiter, so wissen
wir heute, sind Stoffe, die beim absoluten Nullpunkt der Temperatur
als elektrische Isolatoren wirken. Durch Zufuhr von Wärmeoder
Lichtenergie werden im Halbleiter elektrische Ladungsträger
beweglich. Bei Zimmertemperatur ist diese Beweglichkeit so groß,
daß man von Leitfähigkeit sprechen kann. Sie liegt zwischen der
von Metallen und der von Isolatoren, daher auch der Name Halb-
Leiter. Ihr wichtigster Vertreter ist das Element Silizium. Es zeigt
reproduzierbare Halbleitereigenschaften allerdings nur in hochgereinigtem
Zustand.
Verschiedene chemische Elemente - in geringsten Mengen als Beigabe
zu zuvor gereinigtem Silizium - bewirken verschiedene Effekte:
Elemente wie Phosphor und Arsen vermitteln dem Silizium
einen Überschuß an Elektronen, wodurch der »n-Typ« eines Halb
leiters entsteht. Geringe Mengen des Elements Bor haben den gegen
teiligen Effekt. Es entsteht nicht ein Überschuß an Elektronen, sondern
an Elektronenlücken (Löchern). So wie die Elektronen durch
den Festkörper wandern und damit als Strom fließen, können das
auch Löcher. Nur transportieren Elektronen eine negative Ladung
und Elektronenlücken de facto eine positive Ladung. Halbleiter mit
einem Überschuß von Löchern bezeichnet man als »p-Typ«.
Wir wollen nun darstellen, wie man diese Eigenschaften zum Bau
eines elektrischen Gleichrichters anwenden kann. Hierfür ist ein sogenannter
p-n-Übergang, d. h. eine Verbindung zwischen einem
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