Elektronik Skript
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Elektronik Prof Mackeprang 2.4 LDR, Fotowiderstand Schaltzeichen: Ein lichtabhängiger Widerstand, kurz LDR (Light Dependent Resistor), besitzt bei Dunkelheit einen hohen Widerstand. Fällt Licht auf die lichtempfindliche Fläche, (z.B.: Cadmiumsulfid, Selen,…), so werden die Elektronen aus ihrer Bindung gelöst (Die Elektronen werden durch das Licht [Energiezufuhr] herausgerissen). Je mehr Licht einfällt desto leitender d.h. desto niederohmiger wird der LDR. Anwendung: Lichtschranken, Überwachungsanlagen, Dämmerungsschalter, Luxmeter,… Mackeprang: „Wenn man in den LDR mit der Taschenlampe reinleuchtet, dann leuchtet es an der Glühlampe wieder raus ;-)“ 3 Halbleiter � Sind die wichtigsten Bauelemente in der Elektronik � Der erste Transistor wurde von dem Amerikaner J. Bardeen im Jahre 1948 entwickelt � Die Leitfähigkeit dieser Stoffe liegt zwischen der von Leitern (Kupfer, Silber, Eisen,…) und Nichtleitern (Kunststoffe, Glas, Keramik,…) → sie sind also „halb-leitend“ � Der wichtigste Halbleiter ist das Silizium (ist das zweithäufigste Element der Erdrinde) 3.1 Aufbau � Silizium besitzt auf seiner äußersten Schale 4 fest gebundene Elektronen � Jedes Element will den Edelgaszustand (8 Elektronen auf der äußersten Schale) erreichen, dadurch erlangt es eine höhere Stabilität Stefanie Bestler 10 Stephan Nonnenmacher
Elektronik Prof Mackeprang � Ein stabiles Kristallgitter entsteht dadurch, dass jedes Si-Atom seine 4 Außenelektronen „verleiht“ und sich gleichzeitig von den Nachbaratomen 4 Außenelektronen „leiht“ � Bei dem absoluten Nullpunkt (-273,16°C) ist Silizium ein Isolator, da es keine freien Elektronen im Kristall gibt 3.2 Eigenleitung � Erwärmt man das Kristallgitter so fangen die Atome an zu schwingen, dabei lösen sich einige Elektronen aus ihrer Bindung → Es entstehen freie Elektronen (● freies Elektron) � An dieser Stelle fehlt nun die negative Ladung und es entsteht ein „Loch“ oder „Defektelektron“ (○ freies Loch) Mackeprang: „Das Wort Defektelektron ist zu vermeiden, da es sich erstens nicht um ein negativ geladenes Elektron, sondern um ein positiv geladenes Loch handelt und es nicht defekt ist!“ � Die freien Elektronen wandern durch das Kristallgitter bis sie auf ein Loch treffen → Es kommt zur Rekombination (das Elektron füllt das Loch auf) � Dadurch dass sich immer wieder Elektronen lösen und es zu Rekombinationen kommt, wandern Elektronen und freie positive Ladungsträger durch den Kristall � Achtung: Ein Loch kann nicht wandern!!!! Daher sprechen wir bei der „Lochwanderung“ von der Bewegung von freien positiven Ladungsträgern!! Loch: freier positiver Ladungsträger Elektron: freier negativer Ladungsträger � Wenn man eine Spannung an das Kristallgitter anlegt, wandern die Elektronen zum positiven Pol und die freien positiven Ladungsträger (Löcher) zum negativen Pol. Stefanie Bestler 11 Stephan Nonnenmacher
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<strong>Elektronik</strong> Prof Mackeprang<br />
2.4 LDR, Fotowiderstand<br />
Schaltzeichen:<br />
Ein lichtabhängiger Widerstand, kurz LDR (Light Dependent Resistor), besitzt bei<br />
Dunkelheit einen hohen Widerstand. Fällt Licht auf die lichtempfindliche Fläche,<br />
(z.B.: Cadmiumsulfid, Selen,…), so werden die Elektronen aus ihrer Bindung<br />
gelöst (Die Elektronen werden durch das Licht [Energiezufuhr] herausgerissen).<br />
Je mehr Licht einfällt desto leitender d.h. desto niederohmiger wird der LDR.<br />
Anwendung: Lichtschranken, Überwachungsanlagen, Dämmerungsschalter,<br />
Luxmeter,…<br />
Mackeprang: „Wenn man in den LDR mit der Taschenlampe reinleuchtet, dann leuchtet es an der<br />
Glühlampe wieder raus ;-)“<br />
3 Halbleiter<br />
� Sind die wichtigsten Bauelemente in der <strong>Elektronik</strong><br />
� Der erste Transistor wurde von dem Amerikaner J. Bardeen im Jahre 1948<br />
entwickelt<br />
� Die Leitfähigkeit dieser Stoffe liegt zwischen der von Leitern (Kupfer, Silber,<br />
Eisen,…) und Nichtleitern (Kunststoffe, Glas, Keramik,…)<br />
→ sie sind also „halb-leitend“<br />
� Der wichtigste Halbleiter ist das Silizium (ist das zweithäufigste Element der<br />
Erdrinde)<br />
3.1 Aufbau<br />
� Silizium besitzt auf seiner äußersten Schale 4 fest<br />
gebundene Elektronen<br />
� Jedes Element will den Edelgaszustand (8 Elektronen auf der äußersten<br />
Schale) erreichen, dadurch erlangt es eine höhere Stabilität<br />
Stefanie Bestler 10<br />
Stephan Nonnenmacher
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