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Aufgabe

Sperrstrom bei Germaniumdioden

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Eine Halbleiterdiode aus Germanium wird in Sperrrichtung geschaltet. Solange sich die Diode auf Zimmertemperatur befindet, zeigt ein in den Stromkreis eingebauter Strommesser einen vernachlässigbaren Strom an. Wird die Diode jedoch mit dem heißen Luftstrom eines Föns erwärmt, so fließt ein Strom von 20μA. Erklären Sie, wie dieser Strom zustande kommt.

 

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Die Raumladungszone einer p-n-Schicht stellt für die Majoritätsträger (Elektronen in der n-Schicht, Löcher in der p-Schicht) ein "Hindernis" dar, die beweglichen Majoritätsträger können sich somit bei Polung in Sperrrichtung nicht ausgleichen.
Neben den Majoritätsträgern gibt es aufgrund der Eigenleitung in der n-Zone auch Löcher und in der p-Zone auch Elektronen (Minoritätsträger). Für die Minoritätsträger stellt die Raumladungszone kein "Hindernis" dar. So können z.B. die Löcher der n-Zone leicht in die p-Zone gelangen. Bei Normaltemperatur spielt die Eigenleitung keine wesentliche Rolle. Erwärmt man aber den Halbleiter, so steigt die Eigenleitung und somit nimmt der Sperrstrom zu.