{"id":12797,"date":"2019-12-18T02:49:14","date_gmt":"2019-12-18T02:49:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-intrinsische-und-extrinsische-halbleiter-definition\/"},"modified":"2020-07-08T10:15:42","modified_gmt":"2020-07-08T10:15:42","slug":"was-ist-intrinsische-und-extrinsische-halbleiter-definition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-intrinsische-und-extrinsische-halbleiter-definition\/","title":{"rendered":"Was ist intrinsische und extrinsische Halbleiter – Definition?"},"content":{"rendered":"
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Ein intrinsischer Halbleiter ist ein vollst\u00e4ndig reiner Halbleiter, ohne dass signifikante Dotierungsspezies vorhanden sind.\u00a0Intrinsic und Extrinsic Semiconductor<\/div>\n<\/div>\n
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\"Siliziumstreifendetektor<\/a>
Silicin Strip Detector Quelle: micronsemiconductor.co.uk<\/figcaption><\/figure>\n

Halbleiter<\/strong>\u00a0sind\u00a0im Allgemeinen\u00a0anorganische oder organische Materialien, deren Leitf\u00e4higkeit von der chemischen Struktur, der Temperatur, der Beleuchtung und dem Vorhandensein von Dotierstoffen abh\u00e4ngt.\u00a0Der Name\u00a0Halbleiter<\/strong>\u00a0kommt von der Tatsache, dass diese Materialien eine\u00a0elektrische Leitf\u00e4higkeit<\/strong>\u00a0zwischen einem Metall wie Kupfer, Gold usw. und einem Isolator wie Glas aufweisen.\u00a0Sie haben eine\u00a0Energiel\u00fccke von<\/strong>\u00a0weniger als 4 eV (etwa 1 eV).\u00a0In der Festk\u00f6rperphysik ist diese Energiel\u00fccke oder Bandl\u00fccke ein Energiebereich zwischen\u00a0Valenzband und Leitungsband<\/a>wo Elektronenzust\u00e4nde verboten sind.\u00a0Im Gegensatz zu Leitern m\u00fcssen Elektronen in einem Halbleiter Energie (z. B. aus ionisierender Strahlung) gewinnen, um die Bandl\u00fccke zu \u00fcberqueren und das Leitungsband zu erreichen.\u00a0Die Eigenschaften von Halbleitern<\/strong><\/a>\u00a0werden durch die Energiel\u00fccke zwischen Valenz- und Leitungsband bestimmt.<\/p>\n

Intrinsic und Extrinsic Semiconductor<\/h2>\n

Intrinsic Semiconductor<\/h3>\n

Ein\u00a0intrinsischer Halbleiter<\/strong>\u00a0ist ein vollst\u00e4ndig reiner Halbleiter, ohne dass signifikante Dotierungsspezies vorhanden sind.\u00a0Intrinsische Halbleiter werden daher auch als reine Halbleiter oder i-Halbleiter bezeichnet.<\/p>\n

\"intrinsische<\/a>Die Anzahl der Ladungstr\u00e4ger bei einer bestimmten Temperatur wird daher durch die Eigenschaften des Materials selbst anstelle der Menge an Verunreinigungen bestimmt.\u00a0Es ist zu beachten, dass eine 1 cm\u00a03<\/sup>\u00a0-Probe von reinem Germanium bei 20 \u00b0 C etwa 4,2 \u00d7 10\u00a022<\/sup>\u00a0Atome enth\u00e4lt, aber auch etwa 2,5 \u00d7 10\u00a013<\/sup>\u00a0freie Elektronen und 2,5 \u00d7 10\u00a013<\/sup>\u00a0L\u00f6cher.\u00a0Diese Ladungstr\u00e4ger werden durch thermische Anregung erzeugt.\u00a0In intrinsischen Halbleitern sind die Anzahl der angeregten Elektronen und die Anzahl der L\u00f6cher gleich:\u00a0n = p<\/strong>\u00a0.\u00a0Elektronen und L\u00f6cher entstehen durch Anregung von Elektronen vom Valenzband zum Leitungsband.\u00a0Ein\u00a0Elektronenloch<\/a>(oft einfach als Loch bezeichnet) ist das Fehlen eines Elektrons an einer Stelle, an der man in einem Atom oder Atomgitter existieren k\u00f6nnte.\u00a0Diese Gleichheit kann sogar nach dem Dotieren des Halbleiters der Fall sein, allerdings nur, wenn er mit Donatoren und Akzeptoren gleicherma\u00dfen dotiert ist.\u00a0In diesem Fall gilt immer noch n = p, und der Halbleiter bleibt intrinsisch, obwohl er dotiert ist.<\/p>\n

Halbleiter haben eine Energiel\u00fccke von weniger als 4 eV (etwa 1 eV).\u00a0Bandl\u00fccken sind nat\u00fcrlich f\u00fcr verschiedene Materialien unterschiedlich.\u00a0Beispielsweise ist Diamant ein Halbleiter mit breiter Bandl\u00fccke (Egap = 5,47 eV) mit hohem Potenzial als Material f\u00fcr elektronische Bauelemente in vielen Bauelementen.\u00a0Auf der anderen Seite hat Germanium eine kleine Bandl\u00fcckenenergie (E\u00a0Gap<\/sub>\u00a0= 0,67 eV), die es erfordert, den Detektor bei kryogenen Temperaturen zu betreiben.\u00a0In der Festk\u00f6rperphysik ist diese Energiel\u00fccke oder Bandl\u00fccke ein Energiebereich zwischen Valenzband und Leitungsband, in dem Elektronenzust\u00e4nde verboten sind.\u00a0Im Gegensatz zu Leitern m\u00fcssen Elektronen in einem Halbleiter Energie (z. B. aus ionisierender Strahlung) gewinnen, um die Bandl\u00fccke zu \u00fcberqueren und das Leitungsband zu erreichen.<\/p>\n

Extrinsische Halbleiter<\/h3>\n

Ein\u00a0externer Halbleiter<\/strong>\u00a0oder\u00a0dotierter Halbleiter<\/strong>\u00a0ist ein Halbleiter, der\u00a0absichtlich dotiert wurde,<\/strong>\u00a0um seine elektrischen, optischen und strukturellen Eigenschaften zu modulieren.\u00a0Bei Halbleiterdetektoren f\u00fcr ionisierende Strahlung ist Dotieren das absichtliche Einbringen von Verunreinigungen in einen intrinsischen Halbleiter zum Zweck der \u00c4nderung ihrer elektrischen Eigenschaften.\u00a0Intrinsische Halbleiter werden daher auch als reine Halbleiter oder i-Halbleiter bezeichnet.<\/p>\n

Die Zugabe eines kleinen Prozentsatzes von Fremdatomen in das regelm\u00e4\u00dfige Kristallgitter von Silizium oder Germanium f\u00fchrt zu dramatischen \u00c4nderungen ihrer elektrischen Eigenschaften, da diese in die Kristallstruktur des Halbleiters eingebauten Fremdatome\u00a0freie Ladungstr\u00e4ger<\/strong>\u00a0(Elektronen oder Elektronenl\u00f6cher) in der\u00a0Zelle liefern\u00a0Halbleiter.\u00a0In einem externen Halbleiter liefern diese Fremddotierungsatome im Kristallgitter haupts\u00e4chlich die Ladungstr\u00e4ger, die elektrischen Strom durch den Kristall transportieren.\u00a0Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Dotierungsatomen, die zu zwei Arten von externen Halbleitern f\u00fchren.\u00a0Diese Dotierstoffe, die die gew\u00fcnschten kontrollierten \u00c4nderungen erzeugen, werden entweder als\u00a0Elektronenakzeptoren<\/strong>\u00a0oder als\u00a0Donoren<\/strong>\u00a0klassifiziert\u00a0und die entsprechenden dotierten Halbleiter sind bekannt als:<\/p>\n