Die Eigenleitung in einer Diode

Die Eigenleitung in einer Diode bezieht sich auf das zufällige Entstehen von Elektron-Loch-Paaren im Material. Diese Paare können durch verschiedene Energien ebenso wie Licht Wärme oder elektrische Felder, erzeugt werden. Die Elektronen werden aus ihrem Bindungspotential befreit und können sich frei im Material bewegen. Wenn freie Elektronen vorhanden sind ´ können Ströme entstehen ` da diese Elektronen negativ geladen sind.

In einer Diode gibt es ein n- und ein p-Gebiet, zwischen denen sich keine Ladungsträger weiterhin befinden, da sie durch Absorption zum jeweiligen Gebiet gehören. Durch eine geringe Energiezufuhr wie Licht, Wärme, elektrisches Feld oder Strahlung werden Elektronen freigesetzt und wandern zu den positiven Ladungen. Dies führt zu einer ungeordneten Bewegung der Ladungsträger was als Eigenleitung bezeichnet wird.

Normalerweise fließen Ströme in einer Richtung entgegen dem elektrischen Feld, da Elektronen negativ geladen sind. In einer Diode existiert jedoch ein elektrisches Feld aufgrund der Dotierung und der damit verbundenen Rekombination. Dadurch kann ein Elektron leicht durch das Feld gelangen, wenn der Pluspol mit der N-Schicht (negativ dotiertes Material) verbunden wird. In diesem Fall fließt der Strom in Durchlassrichtung, da die Diode leitend wird.

Dennoch kann ebenfalls in Sperrrichtung, also entgegen der Durchlassrichtung, gelegentlich ein Strom fließen. Dies geschieht – wenn das elektrische Feld zufällig durch Wärme oder Lichtquanten überwunden wird und ein Elektron die Sperrschicht durchdringt. Dieser Strom wird als "geringer Sperrstrom" bezeichnet. Es ist wichtig zu beachten – dass dieser Sperrstrom normalerweise sehr klein ist und die Diode immer noch in ihrer Funktion als Sperrrichtungsschutz wirkt.

Die Existenz der Eigenleitung und des Sperrstroms in einer Diode hat verschiedene Auswirkungen. Zum einen führt die Eigenleitung dazu, dass die Sperrschicht nicht vollständig undurchlässig ist und gelegentlich ein minimaler Strom fließen kann. Dies kann bei bestimmten Anwendungen ´ wie beispielsweise in der Hochfrequenztechnik ` unerwünscht sein. In solchen Fällen müssen spezielle Maßnahmen ergriffen werden um den Sperrstrom so gering wie möglich zu halten.

Zum anderen kann die Eigenleitung auch zu unerwünschten Effekten führen, wenn eine Diode in einem Schaltkreis verwendet wird. Wenn beispielsweise eine Diode in Sperrrichtung geschaltet ist und der angelegte Spannungswert hoch genug ist, kann der Sperrstrom so groß werden: Die Diode zu leiten beginnt. Dies wird als "Durchbruch" bezeichnet und kann zu Fehlfunktionen des Schaltkreises führen.

Insgesamt ist die Eigenleitung in einer Diode ein Phänomen das aufgrund der Dotierung und der zugänglichen Energie auftreten kann. Sie führt dazu, dass die Sperrschicht nicht vollständig undurchlässig ist und ein geringer Sperrstrom auftreten kann. Dieser Sperrstrom ist normalerweise sehr klein und hat keine Auswirkungen auf die Funktion der Diode. Dennoch muss er bei bestimmten Anwendungen berücksichtigt werden um unerwünschte Effekte zu vermeiden.