Elektrotechnik 2

• Aus welchem Material bestehen Halbleiterbauelemente in der Regel?

  Einkristallines Halbleitermaterial
• Die Form und der Abstand der Elementarzellen im Gitter werden durch die Bindungseigenschaften der Atome bestimmt.
• Kristalline Stoffe weisen auf atomarer Ebene eine Gitterstruktur auf.

  True
• Was bestimmt die Gitterkonstante in einem Kristall?

  Bindungseigenschaften der Atome
• Ordne die Gitterstrukturen den entsprechenden Beispielen zu:

  Diamantgitter ↔️ Silizium

  Zinkblendegitter ↔️ Galliumarsenid

  Wurtzite-Gitter ↔️ Siliziumcarbid
• Silizium und Germanium bilden ein sogenanntes Diamantgitter
• Welche Atomdichte hat einkristallines Silizium im Diamantgitter bei Raumtemperatur?

  5 ⋅ 1022 cm−3
• Für welche Anwendungen wird einkristallines Silizium hauptsächlich verwendet?

  Logikschaltungen
• Galliumarsenid kristallisiert im Zinkblendegitter und hat ein Atomverhältnis von 1:1.

  True
• Galliumnitrid kristallisiert ebenfalls im hexagonalen Gitter.
• Welches Gitter hat Siliziumcarbid?

  Wurtzite
• Wie wird die Farbe von Indiumgalliumnitrid in Leuchtdioden eingestellt?

  Durch den Bandabstand
• Ordne die Begriffe den entsprechenden Materialien zu:

  Diamond ↔️ C, Si, Ge

  Zinkblende ↔️ GaAs, GaP

  Wurtzite ↔️ CdS, ZnS
• Was entsteht im Valenzband, wenn eine Bindung aufbricht?

  Ein Loch
• Die Energie, die zum Aufbrechen einer Bindung notwendig ist, wird als Bandabstand W<gap> bezeichnet.
• Indiumgalliumnitrid wird in blauen Leucht- und Laserdioden verwendet.

  True
• In reinen Halbleitern sind bei 0 K alle Bindungen intakt.

  True
• Die mittlere thermische Bewegungsenergie bei Raumtemperatur beträgt ca. 0,026 eV.

  True
• Was verdeutlicht Abbildung 5.2 im Zusammenhang mit Ladungsträgern?

  Das Verhalten einer Fehlstelle
• Wie groß ist der Bandabstand von Silizium?

  1,1 eV
• Ordne die Prozesse ihren Definitionen zu:

  Thermische Generation ↔️ Aufreißen von Bindungen durch thermische Bewegung

  Rekombination ↔️ Vereinigung von Elektron und Loch
• Reine Halbleiter sind bei Raumtemperatur nur sehr schlecht leitend, bei 0 K sind sie nicht leitend
• Durch Dotierung kann die Anzahl frei beweglicher Elektronen oder Löcher in Halbleitern eingestellt werden.

  True
• Was wird bei der Rekombination freigesetzt?

  Der Bandabstand
• Ein 5-wertiges Donatoratom erzeugt ein Leitungsbandelektron, während ein 3-wertiges Akzeptoratom ein Loch im Valenzband erzeugt.
• Was passiert mit dem 5. Elektron eines Donatoratoms im n-dotierten Halbleiter?

  Es wird frei beweglich
• Ordne die Dotierungsdichten ihren Bezeichnungen zu:

  Schwache Dotierung ↔️ n− bzw. p−

  Starke Dotierung ↔️ n+ bzw. p+
• Neben dem Ladungsträgertransport durch ein elektrisches Feld diffundieren Ladungsträger in Richtung geringerer Ladungsträgerdichten aufgrund thermischer Bewegung
• Was hinterlassen Donatoren und Akzeptoren nach der Ionisierung im Halbleiter?

  Ortsfeste Ionen