Halbleiter

Eigenschaften

Halbleiter besitzen eine geringere Leitfaehigkeit als normale Metalle, was an der viel niedrigeren Ladungstraegerkonzentration liegt. Ein weiteres Merkmal ist, dass die Leitfaehigkeit im Gegensatz zu Metallen mit der Temperatur steigt (Heissleiter), da durch die Temperaturerhoehung mehr Ladungstraeger aktiviert werden.

Wichtige Halbleitermaterialien:

• Si, GaAs, InP, Ge, GaP, InSb, SiC, GaN

Dotieren

Um die Ladungstraegerkonzentration und damit die Leitfaehigkeit von Halbleitern zu erhoehen, bringt man gezielt Fremdatome in das Material ein; diesen Vorgang nennt man "Dotieren". Bei den Fremdatomen unerscheidet man zwischen "Donatoren", die ein Elektron zur Verfuegung stellen, und "Akzeptoren", die ein Elektron aufnehmen koennen (bzw. ein "Loch" zur Verfuegung stellen. Einen ueberwiegend mit Donatoren dotierten Halbleiter bezeichnet man als n-Halbleiter, einen ueberwiegend mit Akzeptoren dotierten als p-Halbleiter. Undotierte Halbleiter werden auch "intrinsische Halbleiter" genannt.

Ueblicherweise zum Dotieren verwendete Elemente:

• Donatoren: P, As, Sb, Si, S
• Akzeptoren: B, Al, Ga, C, Si, Mn

(Si kann in GaAs je nach Einbauplatz als Donator oder Akzeptor wirken)

Anwendung

Die gesamte Halbleiterelektronik beruht auf Halbleitern - daher wohl auch der Name. Nahezu alle aktiven Bauelemente sind Halbleiter:

• Diode
• Transistor
• hochintegrierte Schaltungen IC
• und natürlich die hier besonders interessierenden Mikrocontroller