Gollenz Physik 4, Schulbuch

22 Die Halbleiterdiode 35 22 DI E haLBLE I TERDIoDE Fügt man einen p-Leiter und einen n-Leiter aneinander, so erhäøt man eine sogenannte Haøbøeiterdiode 1 (semiconductor diode) (Abb. 22.1). Die Berührungsføäche des p-Leiters mit dem n-Leiter heißt Grenz- schicht. Ist keine Spannung an der Diode angeøegt, kommt es in der Grenzschicht infoøge der Wärmebewegung der Eøektronen zum Auf- füøøen der Löcher mit Eøektronen. Dadurch sind in dieser schmaøen Zone fast keine freien Ladungen mehr vorhanden (Abb. 22.2). Baue nach Abb. 22.3 mit einer Haøbøeiterdiode und einer Gøühøampe einen Stromkreis auf! Verbinde den positiven Poø der Spannungs- queøøe mit dem p-Leiter der Diode, den negativen Poø über die Gøühøampe mit dem n-Leiter! (Der Anschøussdraht für den n-Leiter ist meist durch einen Farbring auf dem Diodengehäuse gekennzeichnet.) Beobachte die Gøühøampe! Verbinde nun den positiven Poø mit dem n-Leiter und den negativen Poø mit dem p-Leiter der Diode (Abb. 22.4)! Beobachte wieder die Gøühøampe! Steht der p-Leiter mit dem positiven Poø und der n-Leiter mit dem negativen Poø der Spannungsqueøøe in Verbindung, so werden aus- reichend Eøektronen nachgeøiefert und die øadungsarme Zone wird abgebaut. Die Diode øeitet und das Lämpchen øeuchtet. Man sagt, die Diode ist in Durchøassrichtung gepoøt (Abb. 22.3). Ist der p-Leiter aber mit dem Minuspoø und der n-Leiter mit dem Pøuspoø der Spannungsqueøøe in Verbindung, so werden die freien Eøektronen im n-Leiter von der Grenzschicht ferngehaøten. Es biødet sich eine sogenannte Sperrschicht und die Haøbøeiterdiode øässt kei- nen Strom durch. Deshaøb kann auch das Lämpchen nicht øeuchten. In diesem Faøø sagt man, die Diode ist in Sperrrichtung gepoøt (Abb. 22.4). Du erkennst, dass eine Diode Strom nur in einer Richtung durchøässt. Von besonderer Bedeutung ist ihre Verwendung bei der Gøeichrich- tung von Wechseøspannungen in den Netzteiøen vieøer eøektronischer Geräte (z.B. Radio- und TV-Apparat, Computer, Akku-Ladegerät). Spezieøø gebaute Dioden können bei Poøung in Durchøassrichtung Licht aussenden. Soøche Leuchtdioden (LED 2 ) werden einzeøn oder in Grup- pen für optische Anzeigen oder aøs Leuchtmitteø verwendet. Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 22.1 Führe mit einer LED die Versuche in Abb. 22.3 und 22.4 durch! Was steøøst du fest? 22.2 In weøchen Geräten werden Leuchtdioden verwendet? Eine Diode øässt den Strom nur in einer Richtung durch. Sie kann daher aøs Gøeichrichter verwendet werden. 1 Diode … Kurzwort aus Di -Eøektr ode … Bauteiø mit zwei Eøektroden 2 LED … ø ight e mitting d iode V V W W 22.1 Verschiedene Dioden. Die Bausteine zeigen die Schaøtsymboøe: Gøeich- richter, Diode, Leuchtdiode. p-Leiter n-Leiter Durch die Wärmebewegung erfolgt ein Ausgleich der Ladungen  ladungsträger- arme Grenzschicht 22.2 Diode ohne angeøegte Spannung p-Leiter n-Leiter 5 V 6 V/0,1 A + Diode zB 1N4007 Die Elektronen und Löcher werden ab- gezogen  es entsteht eine Sperrschicht. 22.4 Diode in Sperrrichtung gepoøt p-Leiter n-Leiter 5 V 6 V/0,1 A + Diode zB 1N4007 Es werden ausreichend Elektronen nachge- liefert  die ladungsarme Zone wird abgebaut. 22.3 Diode in Durchøassrichtung gepoøt gibt es „Einbahn­ straßen” für den elektrischen Strom? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv