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Halbleiterdioden

Stoßen zwei Halbleiterzonen verschiedener Leitungsart aneinander, so entsteht ein pn-Übergang. Er bildet die Grenzschicht zwischen einem p-Leiter und einem n-Leiter. Es diffundieren negative Ladungsträger (Elektronen) vom n-Leiter in den p-Leiter und positive Ladungsträger (Löcher) vom p-Leiter in den n-Leiter. Dabei finden Rekombinationen statt. Die Leitungselektronen der Grenzschicht werden zu gebundenen Valenzelektronen, und die Löcher verschwinden. In der Grenzschicht halten sich keine beweglichen Ladungsträger mehr auf.

Die Diffusion beeinflusst die Lage der Ionen, welche im Halbleiter ortsfest sind, nicht. Deshalb verbleibt in der Grenzschicht des n-Leiters nach Abwandern der Elektronen eine positive Ladung. Entsprechend erhält der p-Leiter in der Grenzschicht eine negative Ladung. Die Ladungen innerhalb der Grenzschicht bewirken eine Spannung am pn-Übergang, die ein weiteres Eindringen von Ladungsträgern in die Grenzschicht verhindert. Der Ladungstransport wird dort gesperrt. Somit wird die Grenzschicht zu einer Sperrschicht.

Sperrichtung und Durchlassrichtung

Die Sperrschichtbreite nimmt bei Anlegen der Spannung zu, wenn der Pluspol der Spannung am n-Leiter und der Minuspol am p-Leiter liegen. Diese Richtung der Polung nennt man Sperrichtung. In Sperrichtung ist der Widerstand (Sperrwiderstand) groß. Es fließt nur ein kleiner Sperrstrom.

Die Sperrschichtbreite nimmt beim Anlegen der Spannung ab, wenn der Minuspol der Spannung am n-Leiter und der Pluspol am p-Leiter liegt. Diese Richtung der Polung nennt man Durchlassrichtung. In Durchlassrichtung ist der Widerstand (Durchlasswiderstand) klein. Es fließt der Durchlassstrom (Vorwärtsstrom).

Ein pn-Übergang hat elektrisch die Funktion einer Diode.

Blockschaltbild der LED

Für die Diodenanschlüsse wurden die Bezeichnungen Anode und Katode von der Röhrendiode übernommen. Man versteht unter Anode die positive Elektrode (p-Schicht) und unter Katode die negative Elektrode (n-Schicht).

 
© Hauke Haller 2000-2009