- Rekombination
Wird ein Halbleiterkristall p- und n-dotiert, so gibt es im Übergangsbereich keine freien Ladungsträger, weil das schwach gebundene Elektron der 5-wertigen Störstelle (n-Schicht) mit der 3-wertigen Störstelle (p-Schicht) rekombiniert, d.h. das Elektronenoktett vervollständigt bzw. das freie Loch besetzt. Der p-n-Übergang wirkt also wie ein Isolator und bildet eine Sperrschicht. (Siehe rechts)
- Raumladungszone - Diffusionsspannung
Der n-dotierte Bereich in der Grenzschicht (Raumladungszone) hat nun eine +Ladung, weil das Atom in der 5-wertigen Störstelle jetzt +Ion ist. Der p-dotierte Bereich hat -Ladung, weil das Atom der 3-wertigen Störstelle -Ion ist! Dadurch entsteht in der etwa 1µm dicken Grenzschicht eine Diffusionsspannung (Schwellenspannung).
- Höhe der Diffusionsspannung
Die Höhe der Diffusionsspannung ist vom Halbleitermaterial abhängig:
- Germanium (Ge) etwa 0,3V
- Silizium (Si) etwa 0,7V
- Halbleiter-Einkristall
Die p- und n-Schicht muss in einem Halbleiter-Einkristall erreicht werden. Ein einfaches Aneinanderpressen eines p- und eines n-dotierten Germanium- oder Siliziumkristalls ergibt keinen funktionstüchtigen p-n-Übergang!
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pn-Übergang ohne äußere Spannung
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