3. Der pn-Übergang

Ein pn-Kontakt oder pn-Übergang ist ein Kontakt zwischen einem p- und einem n-dotierten Halbleiter derselben Art, der durch Zusammenfügen der Halbleitermaterialien entsteht. Anmerkung: Dieses Zusammenfügen ist eine häufig in der Lehre verwendete Vorstellung. Der pn-Übergang wird durch bestimmte technische Maßnahmen innerhalb eines einheitlichen Kristalls erzeugt. – Ein pn-Übergang ist also ein Kontakt zwischen p-Si und n-Si oder zwischen p-GaAs und n-GaAs. Ein Kontakt zwischen z. B. p-Si und n-GaAs wird dagegen als Heteroübergang bezeichnet (und ist in seiner Theorie schwieriger zu behandeln). Die Kontaktzone wird als Grenzfläche oder Grenzschicht bezeichnet. Die Eigenschaften des pn-Übergangs beruhen auf der sich ausbildenden Raumladungszone in der Kontaktgegend von p- und n-leitendem Bereich.

Der pn-Übergang ist das Grundelement der meisten Halbleiter-Bauelemente. Die Halbleiterdiode besteht z. B. aus einem pn-Übergang, der Bipolartransistor aus zwei pn-Übergängen. Die an ihm auftretenden physikalischen Vorgänge werden hier nur soweit erklärt, wie sie für das Verständnis dieser Bauelemente erforderlich sind. Zunächst wird der pn-Übergang ohne äußere Spannung (im thermodynamischen Gleichgewicht), dann mit äußerer Spannung betrachtet.