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Als Halbleiter bezeichnet man Feststoffe, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen dem eines Leiters (zum Beispiel Metalle wie Kupfer, Silber, Eisen) und dem eines Isolators (zum Beispiel Glas) liegt.

Die elektrische Leitfähigkeit ist bei Halbleitern von der Temperatur abhängig. Halbleiter haben sehr viel weniger freie Ladungsträger (Elektronen) wie Metalle. Diese vermehren sich aber durch Anregung, wie beispielsweise durch Licht oder Wärme. Am absoluten Temperaturnullpunkt von -273.15 °C leiten Halbleiter nicht. Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern kann auch durch das Einbringen von Fremdatomen (Dotieren) beeinflusst werden. Diesen Effekt nutzt man in der Photovoltaik.

Schema der äusseren Ladungsträger (Valenzelektronen) des undotierten Halbleiters Silizium (Si). Elektronen, die ihren äusseren Platz verlassen haben und frei beweglich werden (zum Beispiel mit Hilfe von Licht), hinterlassen ein „Loch“.
Schema der Ladungsträger (Elektronen) eines negativ-dotierten Halbleiters. Hier wurden Phosphor-Atome (P) in Silizium eingebracht. Phosphor hat ein Valenzelektron „übrig“.
Schema der Ladungsträger (Elektronen) eines positiv-dotierten Halbleiters. Hier wurden Aluminium-Atome (Al) in Silizium eingebracht. Aluminium hat ein Valenzelektron „zu wenig“.