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By Leonhard Stiny

Das Werk bietet ein umfangreiches Wissen über diskrete und integrierte Bauelemente der Halbleitertechnik. Beim Entwurf elektronischer Schaltungen sind gründliche Kenntnisse über eingesetzte Bauelemente erforderlich, um sowohl technisch als auch wirtschaftlich beste Lösungen zu finden und fehlerfreie Produkte zu realisieren. Als foundation werden die theoretischen und physikalischen Grundlagen der Halbleitertechnik vermittelt. Für alle Halbleiter-Bauelemente werden Aufbau, Wirkungsweise, Kenngrößen, Eigenschaften und Charakteristiken erläutert. Mögliche Anwendungen werden unter Bezug auf die Praxis aufgezeigt. Das Buch kann im Studium, in der Lehre sowie als Nachschlagewerk in der Praxis verwendet werden.

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Sie werden bevorzugt als Donatoren auf den Plätzen dreiwertiger Atome oder als Akzeptoren auf den Plätzen fünfwertiger Atome eingebaut. Die Ladungsträger, die durch die Dotierung im Halbleiter vorhanden sind, bezeichnet man als Majoritätsträger (mehrheitlich vorhandene Ladungsträger), die freien Ladungsträger mit entgegengesetztem Vorzeichen sind die Minoritätsträger. Für den n-Halbleiter 34 2 Grundlagen der Halbleiter sind die Elektronen die Majoritätsträger und die Löcher die Minoritätsträger.

Beispiele für fünfwertige Elemente sind Phosphor (P), Arsen (As) und Antimon (Sb). 6 Störstellenleitung 33 Abb. 19 Vierwertiger Elementhalbleiter mit Akzeptor- bzw. p-Dotierung (a) und Donator- bzw. n-Dotierung (b) Ein dreiwertiges Element stellt pro Dotierungsatom ein Valenzelektron zu wenig für die kovalente Bindung im Kristall zur Verfügung (Abb. 19a). In diese Bindungslücke kann ein Elektron aus einer kovalenten Bindung eines Si-Atoms nachrücken, wenn das Elektron durch geringe Energiezufuhr aus einer Bindung herausgelöst wird.

Durch den Einbau kleinster Mengen von Fremdatomen in das Kristallgitter kann die Leitfähigkeit des reinen Halbleiters erheblich vergrößert und gezielt eingestellt werden. Dieses Hinzufügen geringer Anteile von Atomen anderer chemischer Elemente wird Dotieren genannt, es erhöht deutlich die Konzentration an Ladungsträgern (Elektronen oder Löcher) im Halbleiter. „Gezielt“ erfolgt das Dotieren hinsichtlich Reinheit, spezifiziertem Element, Konzentration und Verteilung im Halbleiter. Die Fremdatome heißen „Störatome“, sie bewirken eine Störleitung oder extrinsische Leitung.

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