Wie unterscheidet sich die Elektrizitätsleitung in Metallen und Halbleitern?
Kann mir vielleicht jemand erklären, wie sich die Elektrizitätsleitung in Metallen und Halbleitern unterscheidet ?
3 Antworten
Bei einem metallischen Leiter schwirren die Valenzelektronen des Metalls frei beweglich zwischen den Ionen herum. Legt man eine Spannung an, so bewegen sich die Elektronen und es fließt ein Strom. Allerdings kollidieren die Elektronen mit den Ionen wenn die zufällig treffen. Das erzeugt den elektrischen Widerstand. Je heißer das Metall, desto stärker schwingen die Ionen und desto höher die Wahrscheinlichkeit dass ein Elektron ein Ion trifft. Je heißer, desto höher der elektrische Widerstand.
Bei Halbleitern teilen sich die Atome die Valenzelektronen in Doppelbindungen. Ein Halbleiter ist also erst mal ein perfekter Isolator. Durch Hitze oder Strahlungseinwirkung brechen diese Doppelbindungen aber auf und Elektronen werden frei. Diese verbinden sich aber sofort wieder mit dem Kristall. Legt man eine Spannung an, können sich die frei gewordenen Elektronen bewegen und besetzen dann eine andere aufgebrochene Stelle. Dadurch kann ein Strom fließen und der Halbleiter wird zum Leiter. Daher der Name Halbleiter, denn der ist weder ein echter Leiter noch ein echter Isolator. Je heißer der Kristall, desto mehr Stellen brechen kurzzeitig auf und desto mehr freie Elektronen sind vorhanden, der elektrische Widerstand sinkt also mit zunehmender Hitze.
Metalle mit guten Elektrischen Eigenschaften( Kupfer ,Silber,etc.) haben einen niedrigeren Widerstand als Halbleiter ( Silizium,Irdium,Germanium,etc.) .Diese besitzen oft einen höheren. Da sie "Halb" so gut den Strom leiten können als gute elektrische Leiter. (Vereinfacht erklärt)
Eine Konstante dazu wäre der elektrische Leitwert.
in der leitfähigkeit liegt der unterschied..