Was ist der Unterschied zwischen Diffusionsspannung und Driftspannung?

1 Antwort

Eine Diffusion ist immer konzentrations- oder thermodynamisch bedingt. Beispielsweise am p-n-Übergang treffen Materialien unterschiedlicher Ladungskonzentrationen aufeinander. Ohne elektrische Kräfte würde die Diffusion solange fortlaufen, bis auf beiden Seiten der Grenzschicht die gleiche Konzentration vorherrscht. Hierdurch entsteht aber aufgrund der elektrischen Ladung zugleich eine Spannung, die Diffusionsspannung. Oder diejenige Spannung, die durch den Konzentrationsausgleich von Ladungsträgern an der Grenzfläche entsteht.

Damit ist die Diffusion am p-n-Übergang aber nicht beendet. Diffusion findet an Konzentrationsgrenzen und solange Wärmebewegung besteht immer statt. Hat sich die Diffusionsspannung aufgebaut, fließt also weiter ein Diffusionsstrom, der aber sogleich durch (andere) Ladungsträger durch einen Driftstrom ausgeglichen wird, da energetisch die Diffusionsspannung nicht überschritten werden kann. Diesem Driftstrom könnte eine Spannung zugeordnet werden, was IMHO aber unüblich ist.

Der Begriff Driftstrom passt besser auf Vorgänge, bei denen eine äußere Wirkung eine räumliche, meist seitliche Versetzung von Ladungsträgern bewirkt, wie bspw. bei einer Hall-Sonde: Hier fließt ein (Mess-)Strom durch ein Plättchen. Wird dieses von einem Magnetfeld durchsetzt, so werden die Ladungsträger seitlich in Bezug auf die Flussrichtung des Messstromes versetzt. Es entsteht ein Driftstrom, der zur Hall-Spannung führt.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung