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Dehnungsmessstreifen DMS=Drucksensoren, meist Draht in einer Kunststofffolie. Biegen der Folie=Drahtlänge wird grösser, Querschnitt wird kleiner=Grösserer Widerstand, Bsp. Messung der Dehnung an hochbelasteten Teilen, Fühler in Betondecken oder Pfeilern
Halbleitermaterialien
Abhängigkeit der Leitfähigkeit?
Eigenschaft eines Halbleiters?
Wieviele Valenzelektronen haben sie?
Was passiert bei Einwirkung durch Licht/Wärme?
Beispiele
Leitfähigkeit hängt von der Anzahl freier Elektronen ab
Der Halbleiter kann als Leiter und Isolator wirken(je nach äusserem Einfluss)
Bei tiefen Temperaturen sind die Elektronen im Gitter gebunden(Isolator)
4 Valenzelektronen-somit können 4 Nachbaratome verbunden werden
bei Wärme bricht das Gitter auf, durch Spannung entsteht elek. Feld und die freien Elektronen bewegen sich
es entstehen Lücken durch die Wärme und diese werden wieder gefüllt
dadurch entsteht ein Stromfluss.
Bsp: Silizium, Germanium, Selen
Halbleiterwerkstoffe
Wie wird die Eigenschaft verändert?
N-Leiter?
P-Leiter?
PN-Übergang?
auf 10'000-1Mia Silizium Atome wird ein 3 oder 5-wertiges Frematom hinzugefügt(Dotieren)
N-Leiter: ein 4-wertiges Atom wird mit einem 5-wertigem(Phosphor, Arsen) dotiert. Somit hat es einen Elektronenüberschuss(n-dotiertes Silizium)
das 5., nicht benutzte Elektron ist fri beweglich(das Fremdatom wird zum positiven Ion.
P-Leiter: 3-wertiges Fremdatom dazu(Alu, Indium, Bor), es fehlt ein Elektron, entsteht ein Loch.(Fremdatom wird zum negativen Ion)->p-dotieren
PN-Übergang: Kontaktstelle zwischen P und N-Leiter nennt man Grenzschicht. Negative Ladungsträger(N-Leiter) diffundieren in die Löcher der P-Leiter.->Diffusionsspannung
Innerhalb der Grenzschicht hat es keine freien Ladungsträger(Isolator)
Speer- und Durchlassrichtung:
Was passiert wenn die N-leitende Schicht am Pluspol angeschlossen wird?
Die Überflüssigen Elektronen fliessen zum Pluspol, um den Elektronenmangel zu beseitigen. Die Speerschicht wird breiter(fliesst praktisch kein Strom mehr)
Speer- und Durchlassbereich:
Was passiert wenn der N-Bereich am Minuspol angeschlossen wird?
Die freien Ladungsträger fliessen in die Sperrschicht, diese wird abgebaut und ein Strom fliesst.
Aus PN-Übergang kann ein wichtiges elektronisches Bauteil abgeleitet werden, die Diode.
Dioden:
Was macht eine Diode?
Schwellspannung?
Die Diode speert den Strom aus einer Richtung und lässt ihn aus einer Richtung durch.(von Anode nach Kathode wird durchgelassen)
Schwellspannung ist die Kennlinie wo ein merklicher Stromanstieg einsetzt.(Silizium 0.7V, Germanium 0.3V, Selen 0.5V)
Strom steigt stark an, Spannung praktisch nicht.
Diode kann zerstört werden, bei zu hoher Sperrspannung.