Hallo,
Wir gehen hier gerade die Fragen durch und wissen bei den Fragen 8, bzw. 9 auf Seite 104 in der Aufgabensammlung nicht ganz weiter.
Gilt nicht grundsätzlich n*p=n_i*n_i ?
Oder bezieht sich das n, bzw. p in der Aufgabe auch auf Elektron/Loch-Paare, die z.B. wie in der Aufgabe durch Strahlung generiert werden, in der allgemeinen Formel aber nur auf Paare, die aufgrund der temperaturabhängigen Eigenleitung entstehen?
Vielen Dank schonmal!
Multiple-Choice Fragen
Moderator: Moderatoren
Re: Multiple-Choice Fragen
Ich glaube die Erklärung ist so (Aufgabe 8):
Diese Infrarotstrahlung (siehe Fotoeffekt), ist eine zusätzliche Anregung von außen, durch die noch zusätzlich Elektronen emittiert werden.
Da h*f (Auslöseenergie?) größer ist als der Bandabstand (Wg), gelangen zusätzlich Ladungsträger vom Valenz- ins Leitungsband.
ni ist aber nur die Eigenleitungskonzentration, die ohne äußere Anregung vorherrscht.
Mit Anregung ist die Gesamte Konzentration dann größer als die Intrinsische.
n*p > ni²
(Angaben ohne Gewähr)
Diese Infrarotstrahlung (siehe Fotoeffekt), ist eine zusätzliche Anregung von außen, durch die noch zusätzlich Elektronen emittiert werden.
Da h*f (Auslöseenergie?) größer ist als der Bandabstand (Wg), gelangen zusätzlich Ladungsträger vom Valenz- ins Leitungsband.
ni ist aber nur die Eigenleitungskonzentration, die ohne äußere Anregung vorherrscht.
Mit Anregung ist die Gesamte Konzentration dann größer als die Intrinsische.
n*p > ni²
(Angaben ohne Gewähr)
Re: Multiple-Choice Fragen
Ok, danke, so ungefähr hatten wir uns das wie gesagt auch gedacht, nur halt keinen Beleg gefunden.
Problematisch bleibt allerdings dann AUfgabe 9:
Problematisch bleibt allerdings dann AUfgabe 9:
scheint falsch zu sein, da sich dort ni durch äußere Anregung vergrößert.ni ist aber nur die Eigenleitungskonzentration, die ohne äußere Anregung vorherrscht.
Re: Multiple-Choice Fragen
Zu Aufgabe 9 hätte ich auch eine abenteuerliche Vermutung...
Ist aber vermutlich falsch, also hoffe ich, das mir das einer richtig erklären kann.
Also W_D ist ja das neue Energieniveau (nach Dotierung). Im Bereich der Störstellenerschöpfung ist dieses Energieband total leergeräumt, weil sich alle Ladungsträger nun im Leitungsband befinden. Ich vermute die langwellige Infrarotstrahlung hat keinen Einfluss auf die Anordnung, da 0,25 eV < 1,1 eV (Bandabstand) sind. Die 0,05 eV von dem Leitungsband-Donatorband-Abstand sind zwar kleiner, aber das W_D Band müsste wie gesagt bei Störstellenerschöpfung bereits leer sein.
Ansonsten steigt die Eigenleitung ni trotz Störstellenerschöpfung weiter an (nach Theorie). Meines Wissens nach aber nicht mit der Zeit, sondern mit steigender Temperatur. Vielleicht hat das was damit zu tun...
Beim Übergang von Erschöpfung zur Eigenleitung überwiegt dann die Eigenleitung (Im Übungsskript auf Seite 114 im Graph oben sieht man dann, dass die Konzentration stark ansteigt im Eigenleitungsbereich...)
Irgendjemand ne bessere Idee?
Ist aber vermutlich falsch, also hoffe ich, das mir das einer richtig erklären kann.
Also W_D ist ja das neue Energieniveau (nach Dotierung). Im Bereich der Störstellenerschöpfung ist dieses Energieband total leergeräumt, weil sich alle Ladungsträger nun im Leitungsband befinden. Ich vermute die langwellige Infrarotstrahlung hat keinen Einfluss auf die Anordnung, da 0,25 eV < 1,1 eV (Bandabstand) sind. Die 0,05 eV von dem Leitungsband-Donatorband-Abstand sind zwar kleiner, aber das W_D Band müsste wie gesagt bei Störstellenerschöpfung bereits leer sein.
Ansonsten steigt die Eigenleitung ni trotz Störstellenerschöpfung weiter an (nach Theorie). Meines Wissens nach aber nicht mit der Zeit, sondern mit steigender Temperatur. Vielleicht hat das was damit zu tun...
Beim Übergang von Erschöpfung zur Eigenleitung überwiegt dann die Eigenleitung (Im Übungsskript auf Seite 114 im Graph oben sieht man dann, dass die Konzentration stark ansteigt im Eigenleitungsbereich...)
Irgendjemand ne bessere Idee?
Re: Multiple-Choice Fragen
Stimmt, da haben wir gar nicht dran gedacht. Vielleicht wird durch die Einstrahlung die Probe erwärmt, so dass auch die Eigenleitungskonzentration ansteigen kann ...Sophia hat geschrieben: Die 0,05 eV von dem Leitungsband-Donatorband-Abstand sind zwar kleiner, aber das W_D Band müsste wie gesagt bei Störstellenerschöpfung bereits leer sein.
Re: Multiple-Choice Fragen
Das wirds sein.^^jensd hat geschrieben:Stimmt, da haben wir gar nicht dran gedacht. Vielleicht wird durch die Einstrahlung die Probe erwärmt, so dass auch die Eigenleitungskonzentration ansteigen kann ...Sophia hat geschrieben: Die 0,05 eV von dem Leitungsband-Donatorband-Abstand sind zwar kleiner, aber das W_D Band müsste wie gesagt bei Störstellenerschöpfung bereits leer sein.
Geniale Erklärung...
Dann hatte die langwellige Infrarotstrahlung ja doch noch ihren Sinn.
Re: Multiple-Choice Fragen
naja irgendwie glaub ich aber nicht so recht daran...
Denke mal, dass da noch was anderes dahinter steckt!
Denke mal, dass da noch was anderes dahinter steckt!
Re: Multiple-Choice Fragen
noch ein kleiner Nachtrag (es lässt mich einfach nicht los):
Temperaturerhöhung beim Halbleiter erhöht kontinuierlich die Eigenleitung, darin sind wir uns alle einig.
zu den Multiple-Choice:
-Halbleiter wird mit Licht bestrahlt:
a) Energie reicht aus, um Elektronen von einem niedrigen Energiezustand in einen höheren zu bringen. Dann wird das auch gemacht. (eventuelle Restenergie wird in Wärme umgewandelt).
b) Energie zu klein für Anregung. Stattdessen wird sie absorbiert und in Wärme umgewandelt. (Energieerhaltungssatz; sie muss ja irgendwohin und das letzte Ziel ist meist-> Wärme)
c) Licht wird reflektiert oder durchgelassen. (wird seine Energie also woanders los; wo es auch immer als nächstes hinscheint...)
Aufgabe 8:
Fall a)
Die frequenzabhängige Energie des Lichtes reicht aus, um Elektronen anzuheben. Restenergie (0,1 eV) ist für eine erhebliche Erwärmung des HL zu klein und vernachlässigbar. (?)
=> n und p werden zwar größer, die intrinsische Eigenleitung aber bleibt annähernd konstant.
Aufgabe 9:
Fall b)
Licht bewirkt ausschließlich Erwärmung des HL -> ni wird größer.
Elektronenemission können wir kategorisch ausschließen, da Bandabstand größer als h*v.
Und da Störstellenerschöpfung => Donatorenband leer (keine Elektronen zum Anheben vorhanden, obwohl es energietechnisch möglich wäre)...
Temperaturerhöhung beim Halbleiter erhöht kontinuierlich die Eigenleitung, darin sind wir uns alle einig.
zu den Multiple-Choice:
-Halbleiter wird mit Licht bestrahlt:
a) Energie reicht aus, um Elektronen von einem niedrigen Energiezustand in einen höheren zu bringen. Dann wird das auch gemacht. (eventuelle Restenergie wird in Wärme umgewandelt).
b) Energie zu klein für Anregung. Stattdessen wird sie absorbiert und in Wärme umgewandelt. (Energieerhaltungssatz; sie muss ja irgendwohin und das letzte Ziel ist meist-> Wärme)
c) Licht wird reflektiert oder durchgelassen. (wird seine Energie also woanders los; wo es auch immer als nächstes hinscheint...)
Aufgabe 8:
Fall a)
Die frequenzabhängige Energie des Lichtes reicht aus, um Elektronen anzuheben. Restenergie (0,1 eV) ist für eine erhebliche Erwärmung des HL zu klein und vernachlässigbar. (?)
=> n und p werden zwar größer, die intrinsische Eigenleitung aber bleibt annähernd konstant.
Aufgabe 9:
Fall b)
Licht bewirkt ausschließlich Erwärmung des HL -> ni wird größer.
Elektronenemission können wir kategorisch ausschließen, da Bandabstand größer als h*v.
Und da Störstellenerschöpfung => Donatorenband leer (keine Elektronen zum Anheben vorhanden, obwohl es energietechnisch möglich wäre)...