Dotierung
Einleitung
Ein Reiner Halbleiter besteht aus einem Gitter aus Atomen gleicher Art (beispielsweise nur aus Silizium oder nur aus Germanium). Alle Außenelektronen der eingesetzten Atome verbinden sich miteinander und bilden ein Gitter.
Einen solchen Reinen Halbleiter kann man nun auch dotieren. Dabei werden andere Atome, welche nicht denen des reinen Halbleiters entsprechen, in das Gitter eingesetzt. Sogenannte Fremdatome.
Einführung der Dotierung
Wie bereits erklärt besteht ein Reiner Halbleiter aus mehreren gleichen Atomen (beispielsweise nur aus Silizium oder nur aus Germanium).
Die Außenelektronen der Atome verbinden sich und bilden so ein Gitter.
⇨ Reine Halbleiter
Beim Dotieren nimmt man nun einige Atome aus dem Reinen Halbleiter Gitter heraus und ersetzt diese durch bestimmte andere Atome sogenannte Fremdatome.
Man unterscheidet zwischen n und p Dotierung.
Bei der N-Dotierung besitzt das Fremdatom immer mehr Außenelektronen als die ursprünglichen Atome.
Mehr dazu: ⇨ N-Dotierung
Bei der P-Dotierung besitzt das das Fremdatom immer weniger Außenelektronen als die ursprünglichen Atome. Mehr dazu: ⇨ P-Dotierung
Ziel der Dotierung
Aus den Grundlagen zum reinen Halbleiter wissen wir bereits das dieser nur bei hohen Temperaturen leitend wird.
⇨ Reine Halbleiter
Bei der Dotierung sind aber begingt durch die Fremdatome immer Elektronen bzw. Löcher frei beweglich.
Hierdurch kann der Dotierte Halbleiter auch immer leitend sein.
Beispiel der Dotierung
In diesem Beispiel besteht der reine Halbleiter aus Silizium.
Silizium besitzt 4 Außenelektronen.
Nun soll es N-Dotiert werden. Hierfür wird Phosphor verwendet, welches 5 Außenelektronen besitzt. Verbinden sich nun alle Außenelektronen bleibt, wie unten gezeigt, eines übrig.
Natürlich wird nicht nur mit einem Außenelektron dotiert, sondern mit mehreren. Hierdurch stehen mehrere Elektronen zur Leitung des Stromes zur Verfügung.