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Energiebänder am pn-Übergang

Zwei Aufgaben: Stufenhöhen im Banddiagramm genau berechnen und zwei verschiedene Polungen anhand ihrer Energiebilder sorgfältig miteinander vergleichen.

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Die Stufe im Bändermodell

AFB I–II

Ein Silizium-pn-Übergang hat die Diffusionsspannung \(U_\mathrm{D} = 0{,}70\ \mathrm{V}\). Die Bandlücke von Silizium beträgt \(1{,}1\ \mathrm{eV}\), die Elementarladung \(e = 1{,}6\cdot 10^{-19}\ \mathrm{C}\).

  1. Nennen Sie die Richtung, in die sich die Bänder des n-Gebiets gegenüber denen des p-Gebiets verschieben.
  2. Bestimmen Sie die Energie, die ein Elektron zum Überwinden der Stufe braucht — in eV und in J.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Überlege, welche Seite nach der Diffusion positiv zurückbleibt — dort ist die Energie eines Elektrons kleiner.„Nennen“ verlangt nur die Angabe, keine Begründung.
Hinweis zu Aufgabe b)
In Elektronenvolt trägt die Energie dieselbe Maßzahl wie die Spannung in Volt. Für Joule rechnest du mit \(W = e\cdot U\).