pn-Übergänge

Nachdem wir uns ausführlich mit dem homogenen Halbleiter befasst haben, können wir jetzt zur Untersuchung von Halbleiterstrukturen übergehen. Fast alle Bauelemente — Ausnahmen waren die bereits besprochenen Halbleiterwiderstände — bestehen aus Bereichen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Dabei kann es sich sowohl um Heterostrukturen handeln, also um vollkommen unterschiedliche Grundmaterialien, als auch um Homostrukturen, also um lediglich verschieden dotierte Komponenten ein- und desselben Grundmaterials. Wir werden uns hier vorwiegend mit Homostrukturen befassen.

Die einfachste Struktur ist der pn-Übergang, der die Grundlage der meisten Halbleiterdioden bildet.

Wir behandeln zunächst, ausgehend von den grundlegenden Kenntnissen über Halbleitermaterialien aus dem letzten Kapitel, den prinzipiellen Aufbau von pn-Übergängen und führen diese Überlegungen dann weiter, indem wir äußere Spannungen anlegen. Dabei gelingt es uns, ein Modell einer Halbleiterdiode abzuleiten, das die Kennlinien realer Bauelemente gut wiedergibt.