Diskussion:P-n-Übergang

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Kenngrößen: Diffusionsspannung, Diffusionskapazität, Sperrschichtkapazität, Verarmungszone, Lawinendurchbruch --Jdiemer 12:24, 19. Sep 2004 (CEST)

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. -- Cepheiden 20:11, 3. Aug. 2010 (CEST)

Realisierung Löschen / (Quasi-)Ferminiveau? / Bilder

Ich finde, der Realisierungsteil gehört gelöscht. Wie man ein Material dotiert steht im Artikel Dotierung und muß hier nicht mehr getrennt erklärt werden. Da ich aber gerade die Hälfte aus dem Anfangsteil gelöscht habe.. habe ich ein schlechtes Gewissen und schreib es lieber in die Diskussion.

Ich vermisse in dem Artikel allerdings das Ferminiveau. Habe mal zwei neue Bilder als Vergleich danebengesetzt, ohne das alte Bild:Halbleiter2.PNG zu löschen. Finde es gut gemacht zum Veranschaulichen, aber es weicht sehr stark von Literatur ab (und ionisierte Dotieratome in der Bandlücke sind auch nicht so einwandfrei). Möchte auch den Übergang zum Drift-Diffusions-Modell führen. Darum auch die neuen Bilder. Mache Spannungs-Bilder auch noch, damits paßt. Umm.. Meinungen? Degreen 03:52, 18. Apr 2006 (CEST)

Diffusionsspannung

Stimmt das mit der Diffusionsspannung eigentlich? In der aktuellen Version steht: "Bestehen die Schichten aus Silizium beträgt die Diffusionsspannung ca. 0,6 bis 0,7 V" Habe noch eingefügt, daß das material- und dotierungsabhängig ist (bei geringer Dotierung ist die Spannung sicherlich nicht so hoch). Ich glaube aber ehrlichgesagt sowieso nicht an einen typischen Wert dafür. Hat den jemand irgendwo gelesen? Glaube, den Satz kann man sich schenken. Degreen 04:52, 9. Apr 2006 (CEST)

Zeichnungen

Die Zeichnungen sind zu 99,9 % falsch, also zur verbindung der zwei halbleiter - und wenns nicht falsch ist, dann gehörts dringend überarbeitet weils niemand versteht, der den text liest und die bilder dazu sieht!

mfg (Der vorstehende, nicht signierte Beitrag stammt von 91.11.91.138 (Diskussion • Beiträge) 21:44, 28. Apr. 2007 (CEST))

Naja, direkt falsch sind sie nicht. Aber unvollständig und damit werfen sie mehr fragen auf als sie beantworten. Und Text gibt's dazu faktisch noch nciht. --Cepheiden 11:00, 3. Apr. 2008 (CEST)

Ich bin auch der Meinung, dass sie falsch sind. Wer mitzudenken versucht stellt schnell fest, dass das so nicht geht. Ist eben ein Modell. Sind eben populärwissenschaftliche Beschreibungen aus Ingenieurbüchern und nicht aus der Physik. Umschreiben geht nicht mehr, der Widerstand wäre zu gross und die Diskussionen endlos. Aber die die es merken sollten sich nicht entmutigen lassen, sie sind auf dem richtigen Weg. ;-) --Nurbert 18:41, 3. Aug. 2010 (CEST)

Wie sind denn die Abbildungen und Beschriebungen in der Physik? Bzw. wo sind die Unterschiede? Klär uns auf. --Cepheiden 20:09, 3. Aug. 2010 (CEST) P.S. Einige der bilder sind auch nicht mehr im Artikel. beachte die Diskussion ist 2 Jahre alt

Zum Glück hatten die in unserer Bücherei das Buch vom R.Müller (Siehe Artikel). Dort werden die Bilder aus dem Artikel nicht ein einziges Mal verwendet. Hingegen wird das Kristallgitter mit den Atomen und den Valenzelektronen aufgezeichnet. Auf S.25 ist dann auch in einer solchen Skizze die Modell-Position eines "Defektelektrons" markiert. Daraus wird sofort klar, dass es ein virtuelles Teilchen ist, also ein Modellanschauung, es ist real nicht vorhanden. Das Teilchen kann real daher auch nicht diffundieren. In der Modelldarstellung im Artikel wird eben ein virtuelles Teilchen eingezeichnet, dass dann im Modell eine Erklärung ermöglicht und zwar nur da. Im Text von R.Müller wird darauf auch hingewiesen, er nennt es ja auch "Konzept". Wenn man es weiss kann man es verstehen. Ich habe eher Probleme mit der Erklärung beim Bipolartransistor, die Erklärung dort ist überhaupt nicht mehr nachvollziehbar. --Nurbert 11:12, 4. Aug. 2010 (CEST)

Ich kenn leider das Müller-Buch nicht, aber natürlich ist das Defektelekton Teil einer Modellvorstellung (so wie fast alles in der Physik, selbst die Existenz eines Teilchen wie das Elektron fassen einige Physiker als "Modell" auf. Egal). Jedem der mit dem Begriff Defektelektron hantiert, sollte klar sein, dass es sich dabei um eine Modellvorstellung handelt und welche annahmen dort getroffen werden. Das Modell ist allgemein akzeptiert und beschreibt soweit mir bekannt, die physikalischen Verhältnisse ausreichend gut. Auch bringt uns die Erkenntnis, dass es sich um eine Modellvorstellung, bezüglich der Abbildungen und der von dir erwähnten Beschreibung aus der Physik nicht weiter. Ich versteh auch nicht ganz, wie du zu der Überzeugung kommst, dass es sich bei der Modellerklärung mithilfe von Defektelektronen um eine "populärwissenschaftliche Beschreibungen aus Ingenieurbüchern" handelt. Zum einen findet sich diese Erklärung auch in allen mir bekannten Physikbüchern zu diesem Thema (sicher auch besser beschrieben als im Artikel, aber darum geht es nicht) zum anderen fehlt eine alternative Erklärung "aus der Physik" deinerseits. --Cepheiden 13:43, 4. Aug. 2010 (CEST) P.S. Müller selbst ist Elektrotechniker

p-Dotierung im Siliciumkristallgitter mit Aluminium

Das Bild rechts zeigt die Sicht aus der Physik. Die "Fehlstelle" wird eben als Defektelektron bezeichnet. Tatsächlich fehlt aber elektrisch und physikalisch nichts, also rein virtuell nur im Gedankenmodell vorhanden. Das Modell hat eben nichts mit der Realität zu tun, auch wenn beim Rechnen richtige Resultate rauskommen. Auf Seite 72 beim Müller gibt es ein eigenes Kapitel "Löcherkonzept", in dem die Eigenschaften des virtuellen Teilchens berechnet werden (Es handelt sich nicht um ein Equivalent eines Positrons, andere virtuelle Masse). Wie wär es wenn der hier ganz unten erwähnte, rausgelöschte Abschnitt, am Ende des Artikels reinkäme, samt diesem Literaturverweis? Dann kann sich jeder selber über die realen Verhältnisse weiterbilden. --Nurbert 16:20, 4. Aug. 2010 (CEST)

Doch es fehlt ein Elektron, um das Molekülorbital in der Bindung Al-Si aufzufüllen. Dies Akzeptorstelle für ein Elektron ist kein Gedankenmodell sondern Realität. Energetisch liegt sie leicht oberhalb des Valenzbandes, was wichtig für den Leitungsmechanismus im p-dotierten Halbleiter ist. Das sich bei der Bewegung eines Defektelektrons stattdessen unzählige Elektronen bewegen äußert sich dann in der effektiven Masse des zur besseren Modellierung angenommen Defektelektrons. Und nochmal das Modell der Defektelektronen ist keine "populärwissenschaftliche Beschreibungen" irgendwelcher Ingenieure, die angeblich keine Ahnung haben, sondern das gängige Modell in der Festkörperphysik zur Erklärung von Vorgängen in Halbleitern. Wenn du dies weiterhin behauptest bitte ich dich nochmals alternative Beschreibungen vorzulegen und mir zu erklären warum dieses Modell von namenhaften Autoren (Physikern) wie Kittel, Ashcroft, Sah, Harten, usw. verwendet wird. Die Beschriebung unten habe ich gezielt rausgenommen, das sie noch weitere Fehlinterpretationen, wie sich bewegende Ionen mit in die Beschreibung einbringt. Einzig ein nochmaliger gezielter Hinweis was Defektelektronen sind, halte ich hier für sinnvoll. --Cepheiden 16:44, 4. Aug. 2010 (CEST) P.S. Ich wäre in der Hinsicht mit der Bezeichnung virtuelles Teilchen vorsichtig.

Ich denke ich weiss jetzt wo du den Knopf hast. Du schreibst: das gängige Modell in der Festkörperphysik zur Erklärung von Vorgängen in Halbleitern, das ist eben falsch. Korrekt müsstest du schreiben: das gängige Modell in der Festkörperphysik zur vereinfachten, mathematischen Beschreibung von Vorgängen in Halbleitern, das ist der feine Unterschied. In den Modellbildern sind die Defektelektronen als positiv geladene Teilchen (also Ionen) eingezeichnet, tut mir wirklich leid, ist nicht zu übersehen. Im Gitterbild oben gibt es kein positiv geladenes Loch oder Teilchen der Kristall ist neutral, das Valenzelektron könnte dort aufgefüllt werden wird aber gar nicht benötigt, für was denn auch. Die sogenannte "Fehlstelle" ist keine, die Verbindung ist stabil, der Witz ist, dass die Valenzen der Atome in der Umgebung jetzt sehr leicht ionisiert werden können und der Kristall leitfähig wird, das ist das ganze Geheimnis. Wie du doch selber sagst, das (virtuelle) Teilchen ist der gedachte Ersatz für den bewegten Elektronenschwarm, eben zur Vereinfachung. --Nurbert 17:03, 4. Aug. 2010 (CEST)

Nichtsdestotrotz ist die Abbildung im Artikel unsauber, vor allem dass dort positive und negative Atomrümpfe in der RLZ dargestellt werden. --Cepheiden 13:57, 4. Aug. 2010 (CEST)

Richtig, die Atomrümpfe sollten ganz aus der Zeichnung raus. Bei Jean Pütz / Einführung in die Elektronik / sind die auch nicht im Bild drin. Wer mit dem Defektelektronenmodell arbeitet, braucht die auch gar nicht. Der Begriff Rekombination im mittleren Bild wird dadurch sogar in das Gegenteil verkehrt, weil eine Ionisation vorangegangen sein müsste. Werden die Rümpfe aber weggelassen, so spricht man im Modell von Rekombination der Elektronen und Defektelektronen. --Nurbert 16:06, 4. Aug. 2010 (CEST)

Jean Pütz (meiner Meinung nach nicht der aus der hobbythek), ist nur ein Autor, der meiner Meinung nach nicht unbedingt zu den am häufigsten zitierten zählt. Es gibt ebenso Physikbücher, die dies so darstellen. Mit unsauber mein ich auch nicht zwangsläufig falsch, sondern durch die fehlende Legende in der Abbildung und der Trennung von beweglichen Ladungen und festen Ladungen, führt das bild leicht zu Falschinterpretationen. Denn die angeblich negativen Atomrümpfe im p-Gebiet sind ja erst nach der Rekombination von Akzeptorstelle (Defektelektron) und Elektron negativ geladen. und analog sind die Verhältnisse im n-Gebiet --Cepheiden 16:59, 4. Aug. 2010 (CEST)

Siehste, jetzt bist du selber auf das falsche Bild reingefallen obwohl du es bemängelt hattest. Rekombination ist so zu verstehen, dass eine Neutralisation statt findet. Wenn nach der Rekombination ein Atom negativ aufgeladen ist, stimmt was mit der Nomenklatur nicht Rekombination_(Physik)#Rekombination_im_Halbleiter. --Nurbert 17:09, 4. Aug. 2010 (CEST)

Animierte Grafik

Hallo, ich halte die neu eingefügte Grafik DIFF nicht geeignet für den Artikel. Die Grafik ist zu wenig erklärend und wird quasi auch nicht erklärt, so dass ein Laie überhaupt nicht verstehen wird worum es in den "zappelden" Grafik geht. Wenn es keine guten Argumente gibt, werde ich das demnächst wieder löschen. --Cepheiden 09:50, 24. Apr. 2010 (CEST)

Hinweis zur Beschreibung

„Die nachfolgende Erklärung verwendet das, von William B. Shockley entwickelte, Modell zur vereinfachten mathematischen Behandlung und darf nicht unmittelbar als Beschreibung der tatsächlich auftretenden physikalischen Vorgänge aufgefasst werden. So bewegen sich keinesfalls real positiv geladene Ionen, oder "Löcher" durch den Festkörper-Kristall. Für die praktischen Berechnung sind daher auch einige Normierungen nötig. Für die detailierte, physikalische Behandlung werden die Werkzeuge der Quantenphysik benötigt, was hier aber zu weit führen würde.“

– 213.162.66.148: DIFF-Link

Ich habe den zitierten Abschnitt wieder entfernt, da ich nicht sehe, dass dieser Hinweis eine Verbesserung für den Artikel darstellt. Zunächst wird im Artikel nicht von Ionen gesprochen, sondern klar auf Löcher/Defektelektronen eingegangen. Ein solcher Hinweis sorgt erst dafür, dass diese Fehlannahme getroffen wird. Auch ein Hinweis auf "Werkzeuge der Quantenphysik" ist ohne Verweis auf eine Quelle in der dies behandelt wird sinnfrei. --Cepheiden 09:21, 20. Mai 2010 (CEST)