Диоды транзисторы резисторы

Diode Transistor

Author of presentation

Ivanova Elvira

Diode

• Eine  Diode  ist ein  elektrisches Bauelement , das  Strom  in einer Richtung fast ungehindert passieren lässt und in der anderen Richtung fast  isoliert . Daher wird von Durchlassrichtung und Sperrrichtung gesprochen. Bei Wechselstrom  lässt sich aufgrund dieser Eigenschaft mit Dioden eine  Gleichrichtung , also eine Umwandlung in Gleichstrom  erreichen.

Diode

• Der Begriff Diode wird heute meist nur für Halbleiterdioden verwendet, die mit einem  p-n-Übergang  oder einem gleichrichtenden  Metall-Halbleiter-Übergang  ( Schottky-Kontakt ) arbeiten. Umgangssprachlich bezieht sich Diode  nur auf Siliziumdioden mit p-n-Übergang, während andere Varianten durch Namenszusätze gekennzeichnet werden, beispielsweise Germaniumdiode .

Diode

• Schaltzeichen  einer Diode und Abbildungen üblicher Gehäuse mit Markierung der Kathode. Kennzeichnung der positiven (+) und negativen (−) Seite bei Beschaltung in Durchlassrichtung. Neben dem Effekt der Gleichrichtung zeigt ein Halbleiterübergang weitere nutzbare Eigenschaften, die z. B. in  Zener - ,  Photo - ,  Leuchtdioden  und Halbleiterdetektoren  für Strahlung ausgenutzt werden.

Aufbau und Physik einer Halbleiterdiode

• Die Grundlage der  Halbleiter -Diode ist entweder ein p-n-dotierter Halbleiterkristall (meist aus  Silizium , aber auch Germanium, siehe Germaniumdiode ,  Galliumarsenid ) oder ein Metall-Halbleiter-Übergang (siehe  Schottky-Diode ). Die Leitfähigkeit eines solchen Übergangs hängt von der Polung der Betriebsspannung an  Anode  (p- dotiert ) und  Kathode  (n- dotiert ) beziehungsweise von der Stromflussrichtung ab. 

Aufbau und Physik einer Halbleiterdiode

• Der  p-n-Übergang (graue Fläche) ist eine Zone, die frei von beweglichen  Ladungsträgern  ist, da positive Ladungsträger (sog.  Defektelektronen  oder  Löcher ) des p-dotierten Kristalls und negative Ladungsträger (freie Elektronen) des n-dotierten Kristalls auf die jeweils andere Seite des pn-Übergangs diffundiert und dort durch  Rekombination  verschwunden sind (siehe Artikel pn-Übergang ).

Aufbau und Physik einer Halbleiterdiode

• Die ursprünglichen Quellen der Ladungsträger, die Dotierungsatome, sind ortsfest und bilden nun als Ionen eine Raumladung, deren elektrostatisches Feld die beiden Ladungssorten voneinander fernhält und so die weitere Rekombination unterbindet. 

Aufbau und Physik einer Halbleiterdiode

• Über die ganze Raumladungszone hinweg entsteht die  Diffusionsspannung . Diese kann durch eine von außen angelegte  Spannung  – je nach Polung – kompensiert werden, dann wird der p-n-Übergang leitfähig, oder verstärkt werden, dann bleibt er gesperrt.

Transistor

• Ein  Transistor  ist ein  elektronisches   Halbleiter - Bauelement  zum  Steuern meistens  niedriger  elektrischer  Spannungen  und  Ströme . Er ist der weitaus wichtigste „aktive“Bestandteil  elektronischer Schaltungen , der beispielsweise in der  Nachrichtentechnik , der  Leistungselektronik  und in Computersystemen  eingesetzt wird.   Besondere Bedeutung haben Transistoren – zumeist als Ein/Aus-Schalter

Transistor

• – in  integrierten Schaltkreisen , was die weit verbreitete  Mikroelektronik  ermöglicht.
• Der Begriff „Transistor“ ist eine Kurzform des englischen  trans fer res istor , was in der Funktion einem durch eine angelegte elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom steuerbaren  elektrischen Widerstand  entspricht. Die Wirkungsweise ähnelt der einer entsprechenden Elektronenröhre, nämlich der  Triode .

Bipolartransistor

• ist ein  Transistor , bei dem Ladungsträger  – negativ geladene  Elektronen  und positiv geladene  Defektelektronen  – zum Stromtransport durch den Bipolartransistor beitragen. Der BJT wird mittels eines elektrischen Stroms gesteuert und wird zum Schaltenund Verstärken von Signalen ohne mechanisch bewegte Teile eingesetzt.
• Bipolare Leistungstransistoren sind für das Schalten und Verstärken von Signalen höherer Stromstärken und Spannungen ausgelegt.

Transistor

• Der Bipolartransistor ist eine Kombination aus drei abwechselnden p- und n-dotierten Halbleiterschichten (npn bzw. pnp). Diese entgegengesetzt geschalteten p-n-Übergänge müssen  nahe beieinanderliegen , um die Transistorfunktion zu realisieren. Die drei unterschiedlich dotierten Bereiche werden als  Kollektor  (C),  Basis (B) und  Emitter  (E) bezeichnet. Die Basis ist besonders dünn und liegt zwischen Kollektor und Emitter.