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Der pn-Übergang

Zwei Aufgaben: das elektrische Feld in der Sperrschicht genau berechnen und eine dazu aufgestellte Behauptung ausführlich kritisch prüfen. Mit ausführlichem Lösungsweg zum genauen Nachvollziehen.

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Ein Kristall, zwei Dotierungen

AFB I–II

Ein Siliziumkristall ist links mit Bor und rechts mit Phosphor dotiert; beide Bereiche sind für sich nach außen neutral. An der Grenze bildet sich eine Sperrschicht der Breite \(d = 1{,}0\ \mathrm{\mu m}\), über der die Diffusionsspannung \(U_\mathrm{D} = 0{,}70\ \mathrm{V}\) liegt.

  1. Beschreiben Sie geordnet, wie die Sperrschicht am pn-Übergang entsteht.
  2. Berechnen Sie die elektrische Feldstärke in der Sperrschicht mit \(E=\dfrac{U}{d}\).

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Gehe die vier Schritte der Reihe nach durch: Diffusion, Rekombination, zurückbleibende ortsfeste Ladung, Gegenfeld.„Beschreiben“ verlangt eine geordnete, vollständige Wiedergabe in Fachsprache — noch keine Begründung.
Hinweis zu Aufgabe b)
Rechne die Breite zuerst in Meter um: \(1{,}0\ \mathrm{\mu m} = 1{,}0\cdot 10^{-6}\ \mathrm{m}\).