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Schnelle Fragen zu 9.4.1: Grundsätzliches | ||
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Zeichne das Banddiagramm eines pn-Übergangs im Gleichgewicht. Folge dabei dem drei-Stufen-Rezept. | ||
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Wie groß ist die Dichte der Majoritäten nmaj und Minoritäten nmin in den Bereichen ohne Bandverbiegung? Gib die einfachen Näherungsformeln. | ||
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Zeichne unter das Banddiagramm jeweils log(nmaj ) und log(nmin ). Welche weitere Konzentration tritt zwangsweise prominent in Erscheinung; etwa in der Mitte des pn-Übergangs? | ||
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Wie groß ist die Kontaktspannung in Formeln und ungefähr in Volt? | ||
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Zeichne Partialströme in einem Band ein und begründe was sie treibt. | ||
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Was geschieht mit Majoritätsladungsträgern oder Minoritätsladungsgträgern, wenn sie an den Rand der Raumladungzone diffundieren? | ||
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Was ist im Bild unten dargestellt, was sind die Symbole? | ||
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Wie ungefähr würde das Bild aussehen, wenn die Dotierkonzentrationen des n- und p-Teils sehr verschieden wären? | ||
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Wieviel Minorititätsladungsträger rekominbinieren im Mittel pro Sekunde weit weg vom pn-Übergang? Wieviele werden generiert? Wie weit kommen sie im Mittel? | ||
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Schnelle Fragen zu 9.4.2: Ströme im pn-Übergang im Gleichgewicht | ||||
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Benenne die eingezeichenten Ströme in einem der Bänder (mindestens 2 Bezeichnungen). | |||
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Was sind die treibenden Kräfte für diese Ströme? | ||||
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Zu was muss j R notgedrungen proportional sein? (Gleichung) Hinweis : Man kann auf die Dauer nicht mehr Geld vom Konto abfliessen lassen, als eingezahlt wird. | ||||
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In welcher Größenordnung muss die Proportionalitätskonstante liegen? Welche Maßeinheit hat sie? Wäre es ein großer Fehler, sie = 1 zu setzen? | ||||
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Wie groß ist jF im Gleichgewicht ausgedrückt mit j
R? Wie könnte man jF auch darstellen? Hinweis: Es geht darum, wieviele der gegen eine Energiebarriere anlaufenden Elektronen die Barriere überwinden können. | ||||
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Angenommen, der n-Teil ist viel stärker dotiert als der p-Teil. Welcher jR ist größer? | ||||
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Schnelle Fragen zu 9.4.3: Die Kennlinie des pn-Übergangs | |||||||||
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Zeichne zwei Banddiagramme für einen pn-Übergang mit angelegter positiver oder negativer
externer Spannung Uex Hinweis 1: Überlegen, wo allenfalls noch Gleichgewichtsbedingungen als Näherung angenommen werden dürfen Hinweis 2: Mit der Größe der Spannung in Vorwärtsrichtung aufpassen! |
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Was macht jR als Funktion der Spannung qualitativ und quantitativ? | |||||||||
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Was macht jF als Funktion der Spannung qualitativ? Wie ergibt sich daraus Durchlaß- und Sperrverhalten? | |||||||||
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Bergünde die folgende Gleichung, nutze ggf. eine jF Gleichung von oben | |||||||||
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Wie lautet damit die Diodengleichung j(U) für ein Band? Für beide Bänder? Wie lautet sie näherungsweise für |Uex| > 0.x V? | |||||||||
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Wie lautet die Beziehung zwischen Diffusionslänge L, Lebensdauer t und Diffusionskoeffizient D? Schreibe damit jR so um, dass entweder nur die Diffusionslänge oder nur die Lebensdauer vorkommt. | |||||||||
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Was passiert mit dem Sperrstrom einer Diode, wenn das zugrundeliegende Si "dreckig" ist. Hinweis: Si ist ein indirekter Halbleter, und die Lebensdauer t hängt ab von ... ? Wie? |
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Zeichne eine Diodenkennlinie a) linear, b) halblogarithmisch. Diskutiere den Zusammenhang mit der Diodengleichung
und Grenzen. Hinweis : Es gilt immer der 1. Haupsatz der MaWi. |
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Schwere Frage: Warum findet man für den Sperrbereich zwar Bandidagramme
wie unten links gezeigt, nie jedoch ähnliches für den Vorwärtsbereich (unten rechts)? Hinweise: Man berechne den Vorwärtstrom mit vernünftigen Annahmen für Spannungen > 1 V | |||||||||
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9.4.2 Stroeme im pn-Uebergang im Gleichgewicht
9.4.3 Die Kennlinie des pn-Uebergangs
© H. Föll (MaWi für ET&IT - Script)
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