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1. 1 3 2 Was passt nicht? 4 5 6

2. Dioden Alexander Ebhart ; 16/22.01.2014 ; Physik ; Fr. Wiggers

3. Gliederung

4. P- und N-Dotierung Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si

5. P- und N-Dotierung Eigenleitfähigkeit: Leitfähigkeit eines reinen Stoffes Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si

6. P- und N-Dotierung Eigenleitfähigkeit: Leitfähigkeit eines reinen Stoffes Si Si Si Fremdstoff : Silicium 1 : 1.000 bis 1 : 10.000.000 Si Si Si Si Si Si Si Si Sb Si Si In Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si

7. P- und N-Dotierung Spannung Sperrschicht P-N Übergang Keine freie Ladungsträger

8. P- und N-Dotierung • Teil P-Dotiert  In • Akzeptator • Teil N-Dotiert  Sb • Donator •  Erhöhen der Leitfähigkeit • Mitte  Sperrschicht • Verhindert Stromfluss

9. Sperr-/Durchlassrichtung - - - - - - - + + + + + + + U=0,3V U=0,7V U=0,6V

10. Sperr-/Durchlassrichtung - - - - - - - - - - - - Si Si Si Si Si Si ++++++++++++ Si Si Si Si Si Si Sb Si In Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si  Durchlassrichtung

11. Sperr-/Durchlassrichtung + + + + + + + - - - - - - - U=0,6V U=?V  Sperrrichtung

12. Sperr-/Durchlassrichtung ++++++++++++ Si Si Si Si Si Si - - - - - - - - - - - - Si Si Si Si Si Si Sb Si In Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si  Sperrrichtung

13. Sperr-/Durchlassrichtung • Durchlassrichtung • Schleusenspannung • Elektronen fließen • Sperrschicht durchbrochen • Sperrrichtung • Sperrschicht vergrößert • Elektronen fließen nicht • Bauteil schnell zerstört

14. Kennlinie Durchlass- bereich Sperrbereich Durchbruchs- bereich Stromstärke (mA) Spannung (V) Stromfluss (Schleusenspannung) (Fast) kein Strom U= -35 bis 0,0  Leckstrom U= 0 bis 0,4  kein Stromfluss U= 0,4 bis 0,7  minimaler Stromfluss

15. Typen von Dioden Gleichrichter(diode) Durchlassrichtung • geringe Schleusenspannung • Sperrt Strom in eine Richtung Einsatz: Transformatoren, Gleichspannungswandler

16. Typen von Dioden LED (light-emittingdiode) • Stößt Licht ab • Galiumverbindung • Elektron + Loch = Photon Halbleiter Kontaktdraht Einsatz: Lampen, Anzeigen, Displays Reflektor

17. Typen von Dioden Photodiode Si Si Si • Halbleiter liegt frei • Licht reicht bis zum P-N • Übergang • Energie löst Elektronen Si Si Si Si Si Si Si Einsatz: Solarzelle, Bildsensoren Si Si Si V

18. Typen von Dioden Kapazitätsdiode + + + + + + + - - - - - - - • große Sperrschicht • elktr. Feld bei Spannung • spez. Dotierung • verkehrter Einbau Einsatz: Oszillatoren, Radios/Fernsehern (Frequenzwahl)

19. Typen von Dioden Avalanche-Diode • Lawinendurchbrucheffekt • steigende Stromstärke, • sinkende Spannung • Durchbruchsspannung abh. • von Sperrschicht • Betrieb in Sperrrichtung Einsatz: Stromstärkebegrenzung

20. Typen von Dioden Zener-Diode • Zenereffekt • elektr. Feld zieht Elektronen • aus Atomen • 5V, ab 6,5 überwiegt • Avalancheeffekt • in Sperrrichtung - - - - - - - + + + + + + + Einsatz: Spannungsstabilisierung

21. Typen von Dioden Schottky-Diode • schneller Wechsel • Metall-Halbleiter-Übergang • geringere Schleusenspannung • höhere Strombelastbarkeit Sperrschicht P-Metall N-Halbleiter Einsatz: Mikrowellentechnik, Schaltdiode

22. Quellen Bilder Bilder teilweise leicht verändert! Hintergrundbild: Diode: http://techpeeks.blogspot.de/2012/07/introduction-to-diode.html (08.11.2013) LED: http://reefbuilders.com/files/2012/10/LED.jpg (08.11.2013) Rest: Photoshop Elements (08.11.2013) Folie1: Ampel: http://www.badische-zeitung.de/freiburg/led-ampeln-bewaehren-sich--44604363.html (04.01.2014) Auto: http://www.nno.de/gesamt/servicethemen/auto-und-verkehr/lichtsensoren-scheitern-oft-am-fruehnebel (04.01.2013) Dynamo:http://www.fahrrad.de/basta.html (04.01.2013) Kamera:http://www.photoscala.de/Artikel/Bridgekamera-FinePix-HS30EXR-von-Fujifilm (04.01.2013) LED-Fernseher: http://www.comtech.de/Fernseher/LED-TV/Sharp-LC-60LE857E-3D-LED-Fernseher-DE-EEK-A-300- Cash-Back-Aktion (04.01.2013) Baustrahler: http://shop.afterbuy.de/Werkstatt-Werkstatt-Sonstiges/c969280_u8051/ (04.01.2013) Folie 2: MOSFET: http://www.pollin.de/shop/dt/ODY5ODY4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Transistoren/Power_ MOSFET_IRF740.html (08.11.2013) Fotodiode: http://mic.hit-karlsruhe.de/projekte/SS09-LM_2/standdertechnik.html (08.11.2013) Schaltzeichen (Avalanche-Diode): http://www.elcopedia.de/web/Avalanche-Diode.html (08.11.2013) Uhr: http://www.design-3000.de/Nat+2/LED+Uhr+Time+schwarz.html (08.11.2013) Folie 6 „P- und N-Dotierung“: Periodensystem: http://www.periodni.com/de/download.html (25.01.2014) Folien „P- und N-Dotierung“ : Si-Struktur: eigene Bilder (25.01.2014)

23. Quellen Bilder Bilder teilweise leicht verändert! Folien „Sperr-/Durchlassrichtung“: Animationen: eigene Bilder/Animation (25.01.2014) Folie 2: MOSFET: http://www.pollin.de/shop/dt/ODY5ODY4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Transistoren/Power_ MOSFET_IRF740.html (08.11.2013) Fotodiode: http://mic.hit-karlsruhe.de/projekte/SS09-LM_2/standdertechnik.html (08.11.2013) Schaltzeichen (Avalanche-Diode): http://www.elcopedia.de/web/Avalanche-Diode.html (08.11.2013) Uhr: http://www.design-3000.de/Nat+2/LED+Uhr+Time+schwarz.html (08.11.2013) Folie 6 „P- und N-Dotierung“: Periodensystem: http://www.periodni.com/de/download.html (25.01.2014) Folie 8 „P- und N-Dotierung, Zusammenfassung“: Diode: http://blog.openptv.org/?p=749 (26.01.2014) Folie „Kennlinie“: Kennlinie: http://www.christoph-weiser.de/physik/hj_11_II/2_5_2.htm (26.01.2014) Folie „Gleichrichter(diode)“: Diode: http://www.digitale-elektronik.de/shopsystem/product_info.php?products_id=164&osCsid=372d415b4e83 (27.01.2014)

24. Quellen Bilder Bilder teilweise leicht verändert! Folie „LED “: LED: http://www.lichtmacher-shop.de/LED-5mm-40mcd-700nm-rot (27.01.2014) LED-Nahaufnahme: http://www.youtube.com/watch?v=M2xKVH3QMDw (27.01.2014) Kennlinie: http://www.t4-wiki.de/wiki/Leuchtdiode (28.01.2014) Folie „Photodiode “: Photodiode: http://www.lichtmacher-shop.de/LED-5mm-40mcd-700nm-rot (27.01.2014) Kennlinie: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Fotodiode-photo-diode.html (28.01.2014) Folie „Kapazitätsdiode“: Diode: http://www.ebay.de/itm/BB-112-Kapazitaetsdiode-C-Diode-C1V-12V-500-18-pF-5-Stueck-/170986778894 (28.01.2014) Folie „Avalanche-Diode“: Diode: http://www.conrad.de/ce/de/product/160228/Avalanche-Diode-SEMIKRON-Semikron-SKa313-Gehaeuseart-Case-E 34-IF-18-A-Sperrspannung-UR-13-kV (28.01.2014) Folie „Zener-Diode“: Diode: http://jxdz.en.alibaba.com/product/615804264-215366906/Zener_Diode_1N5817_5A_20V.html (28.01.2014) Kennlinie: http://de.wikipedia.org/wiki/Zener-Diode (28.01.2014)

25. Quellen http://www.youtube.com/watch?v=FNtv-uP12y4 (06.11.2013) http://www.youtube.com/watch?v=660G24GbdvM (06.11.2013) http://www.youtube.com/watch?v=Z1QTnljehMQ (06.11.2013) http://www.youtube.com/watch?v=M2xKVH3QMDw (27.01.2014) http://de.wikipedia.org/wiki/Z-Diode (06.11.2013) http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetdiode (06.11.2013) http://de.wikipedia.org/wiki/P-n-%C3%9Cbergang (06.11.2013) http://de.wikipedia.org/wiki/Lateraldiode (06.11.2013) http://de.wikipedia.org/wiki/Kapazit%C3%A4tsdiode (06.11.2013) http://de.wikipedia.org/wiki/Kategorie:Diode (06.11.2013) http://de.wikipedia.org/wiki/Photodiode(27.01.2014) http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichrichter (27.01.2014) http://de.wikipedia.org/wiki/Lawinendurchbruch (28.01.2014) http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201102.htm (06.11.2013) http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201101.htm (06.11.2013) http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201113.htm (06.11.2013) http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201211.htm (28.01.2014) http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201102.htm (28.01.2014) http://www.radartutorial.eu/21.semiconductors/hl13.de.html (06.11.2013) http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/varicap.html (06.11.2013) http://www.modding-faq.de/index.php?artid=506e (06.11.2013) http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/varicap.html (28.01.2014) http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Kondensator-capacitor.html (28.01.2014) http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Avalanche-Diode.html (28.01.2014) http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Kapazitaetsdiode-capacity-diode.html (28.01.2014) http://www.wissen.de/lexikon/zener-effekt (28.01.2014) http://www.schottky-diode.de/funktion.html (28.01.2014)