Physik_Fragen_E3_Forster

Frage Nr.E3:
E3a) Erläutere die Begriffe Halbleiter, n-Leiter, p-Leiter, Kathode und Anode.
Antwort: Viele Halbleiter isolieren bei tiefen Temperaturen und leiten bei höheren Temperaturen.
Ihre Leitfähigkeit kann durch Dotierung gezielt (Verunreinigung durch Fremdatome) erhöht werden.
n-Leiter: viele freie Elektronen (negativ geladen sie sind neutral!!!)
p-Leiter: es fehlt ein Elektron zur Paarbildung -> Elektronenloch
Anode: nimmt die freien Elektronen auf
Kathode: gibt freie Elektronen ab
b) Erläutere den Aufbau und die Funktionsweise einer Diode .Erkläre die Funktionsweise einer LED.
Welche Funktion hat in der angegebenen Schaltung der Widerstand? Wie muss die 9V-Batterie
angeschlossen werden, damit die LED leuchtet?
Antwort: Diode: wenn man p-Leiter und einen n-Leiter aneinanderfügt, durch den e- Überschuss auf
der einen und den e-Mangel auf der anderen Seite entsteht ein Magnetfeld elektrisches Feld!!! das
der Diffusion entgegenwirkt -> Grenzschicht ; lässt den Strom nur in eine Richtung durch, kann als
Gleichrichter verwendet werden (Wechselstrom zu Gleichstrom) , bei Strom rekombinieren die
Teilchen
LED: ist eine Halbleiterdiode, bei der Rekombination frei gewordene Energie wird als ein Photon
abgegeben
Widerstand hat die Funktion zur Verkleinerung der Spannung des Stromes, da LEDs nur kleinere
Spannungen Ströme (als 9 Volt) aushalten
+Pol muss bei der Basis des Dreiecks angeschlossen werden (= p-Leiter)
c) Wie nennt man die grafische Darstellung der I-und U-Werte einer Diode? Interpretiere diese
Darstellung.
Antwort: Strom-Spannungs-Trennlinie Kennlinie: anfangs gibt es trotz einer Spannung keinen
merkbaren Strom, erst ab 0,4 V steigt der Strom merklich an und ab 0,6 steigt er sehr stark an
Auch bei negativer Spannung fließt ein Strom
d) Wie wird die dargestellte Schaltung bezeichnet? Erläutere ihre Funktionsweise. Wozu wird diese
eingesetzt?
Antwort: Graetz-Schaltung, dient als Zwei-Weg Gleichrichter, lässt in beiden Richtungen Strom durch,
doppelt so hohe Frequenz, Wechselspannung wird zu pulsierende Gleichspannung, deshalb
Kondensator (nimmt Energie auf und gibt sie gleichmäßig ab, egal mit welchen Impulsen er sie
aufgenommen hat) die pulsierende Gleichspannung wird geglättet
Tobias