Halbleiter at Hochschule Karlsruhe

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Was sind Donatoren? 


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Aus was besteht ein Halbleiter?

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Erkläre die Funktion der Zener-Diode

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Erkläre die Funktionsweise einer LED

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Was sind Akzeptoren? 

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Was ist der primäre Unterschied zwischen einem MOSFET und eines Bipolar-Transistor?

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Erkläre die Wirkungsweise eines Thyristors 

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Erkläre die Solarzelle 

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Was sind die Vorteile einer LED?

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Was sind die Vorteile eines MOSFETS gegenüber eines Bipolar-Transistors?

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Erkläre den Hall-Effekt 

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Wie erfolgt die Ansteuerung eines selbstleitenden MOSFETS?

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Halbleiter

Was sind Donatoren? 


Silicium/Germanium wird mit einem Element der 5. Hauptgruppe verunreinigt 

=> mehr Elektronen weniger Löcher

=> Donator (n-Halbleiter)

Halbleiter

Aus was besteht ein Halbleiter?

Aus Elementen der 4. Hauptgruppe

-> Silizium und Germanium 

Halbleiter

Erkläre die Funktion der Zener-Diode

Die Zener-Diode wird meist für die Spannungsstabilisierung eingesetzt. 

Hierbei wird sie "falsch herum" eingebaut und hält so die Spannung konstant auf z.B. 3,3V

Halbleiter

Erkläre die Funktionsweise einer LED

- Diode muss in Durchlassrichtung betrieben werden 

-> Dadurch kommt es zur durchgehenden Rekombination von Elektronen und Löchern 

-> Es wird Energie frei (Photonen) 

-> Je nach Halbleitermaterial unterscheidet sich die Wellenlänge der abgegebenen Photonen und somit die Farbe  

Halbleiter

Was sind Akzeptoren? 

Silicium/Germanium wird mit einem Element der 3. Hauptgruppe verunreinigt 

=> hat weniger Elektronen und mehr Löcher 

=> Akzeptor 

Halbleiter

Was ist der primäre Unterschied zwischen einem MOSFET und eines Bipolar-Transistor?

MOSFET:

- spannungsgesteuert 


Bipolar-Transistor:

- stromgesteuert 

Halbleiter

Erkläre die Wirkungsweise eines Thyristors 

Über den Steueranschluss (Gate) kann der Thyristor leitend gemacht werden, sofern in Durchlassrichtung eine positive Spannung gegenüber der Kathode anliegt. Der Thyristor „zündet“. Der Stromfluss
bleibt danach bis zum nächsten Nulldurchgang bestehen (= Selbsthaltung), auch wenn die Steuerspannung zu null wird oder nicht mehr anliegt.
Zur Steuerung von Gleichspannung ist der Thyristor nicht geeignet, da man in nicht abschalten kann!

Halbleiter

Erkläre die Solarzelle 

Die Energiezufuhr durch das Licht, das in die Sperrschicht
einstrahlt, führt zum Aufbrechen von Valenzbindungen in
der Sperrschicht.

Die Elektronen werden beschleunigt. 

Elektronen wandern in p-Schicht und Löcher in n-Schicht 

=> Stromfluss bei Anschluss an Verbraucher 


Halbleiter

Was sind die Vorteile einer LED?

- hohe Lebensdauer 

- geringer Energieverbrauch 

- Stoßfest

Halbleiter

Was sind die Vorteile eines MOSFETS gegenüber eines Bipolar-Transistors?

- schnellere Ausschaltzeit 

- höhere Grenzfrequenz

- höhere Eingangswiderstand 

Halbleiter

Erkläre den Hall-Effekt 

Dient zur Bestimmung ob Halbleiter p oder n-leitend ist. 

Halbleiter wird mit Gleichstrom durchflossen und senkrecht wirkt magnetisches Feld.

Wenn Spannung positiv -> p-dotiert 

Wenn Spannung negativ -> n-dotiert

Halbleiter

Wie erfolgt die Ansteuerung eines selbstleitenden MOSFETS?

Sie erfolgt praktisch leistungslos (leitet schon bei sehr geringer Spannung)

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