Guten Abend, Ich habe eine kurze Frage zur LED. Ist es möglich mit einem Schottky-Übergang eine LED zu realisieren? Der Schottky-Übergang ist ja nichts anderes/ähnlich wie eine pn Diode, deswegen würde ich sagen, dass es möglich ist. Stimmt meine Überlegung? Wäre echt dankbar für eine Antwort.
du möchtest mit einer schottky diode licht emittieren? lege doch einfach mal spannung an, lass strom fließen und schau was passiert... vorwiderstand nicht vergessen, sonst lässt du den magischen rauch frei ;)
Mit genügend Stromstärke bringt man jede Diode zum leuchten. Wie lange, ist eine andere Frage...
Aber generell könnte man also eine Led auf Basis eines Schottky-Übergangs realisieren oder?
Nein du kannst generell mit normalen PN Dioden kein Licht erzeugen. LEDs bestehen aus halbleitern mit einer direkten bandlücke - nur wenn eine direkte bandlücke vorhanden ist kann die Diode Licht emittieren. Eine Schottkydiode ist eine Siliziumdiode, Silizium ist ein indirekter Halbleiter. bei indirekten Halbleitern geht die Energie für den nötigen Impuls drauf um die Elektronen vom Leitungsbandmaximum zum Valenzbandminimum zu bringen. Licht ensteht dabei nicht, nur wärme.
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Das ist vor allem eine Frage des Materials. Wenn die Schottkydiode aus Galliumarsenid besteht, vielleicht. Bei Silizium eher weniger. Wikipedia sollte weiterhelfen. https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode
Vielen Dank. Kann man dann einfach so annehmen, dass eine Schottkydiode aus indirekten Halbleitern besteht?
Melanie schrieb: > Ich habe eine kurze Frage zur LED. Ist es möglich mit einem > Schottky-Übergang eine LED zu realisieren? Grenzwertige Frage - naja, man kann auch einen Transistor des Hauptes berauben und den als Fototransistor verwenden... Bsp.: 2N3055 und eine Eisensäge... Ka Spass!
Melanie schrieb: > Vielen Dank. Kann man dann einfach so annehmen, dass eine Schottkydiode > aus indirekten Halbleitern besteht? Nein. Eine Schottkydiode besteht meistens aus Silizium. Nur Schottkydioden die für hohe Spannungen ausgelegt sind sind aus anderen materialien, aber auch da nicht zwangsläufig GaAs. Kann auch zB SiliziumCarbid sein. Wobei Siliziumcarbid auch ein direkter HL ist, allerdings mit einer sehr schlechten Lichtausbeute
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Icke ®. schrieb: > Wenn die Schottkydiode aus Galliumarsenid besteht, vielleicht. Nö, das Prinzip widerspricht sich. Der Schottky-Übergang hat ja eben gerade deshalb eine geringe Flussspannung (bei kleinen Strömen), weil keine Bandlücke zu überwinden ist. Die Überwindung der Bandlücke ist aber eine Voraussetzung für das Emittieren des Lichts beim Rücksprung vom höheren auf das niedere Energieniveau. Deshalb ist ja auch prinzipbedingt für eine höhere Frequenz des emittierten Lichts eine höhere Flussspannung nötig. Eine IRED kann schon mit 1,5 V etwas emittieren, eine blaue LED nicht unter 3 V.
Vielen Dank. Hätte da noch eine Letzte Frage. Ich habe in meinen Unterlagen stehen, dass eine Schottkydiode als Photodiode dienen kann. Wieso ist das so?
Foto- und Leuchtdiode sind zwei völlig verschiedene Paar Schuhe. Bei der LED brauchst du den Energie(rück)sprung, um Licht zu emittieren. Bei der Fotodiode bewirkt der Einfluss von Licht eine zusätzliche Einstreuung von Energie die hilft, die Grenzschicht (egal, ob nun „richtige“ Sperrschicht oder Metall-Halbleiter-Übergang) zu durchtunneln. Disclaimer: für Details müsstest du einen Physiker fragen. Eine LED kann man immer auch als Fotodiode benutzen, aber eben nicht umgekehrt. ;-)
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Melanie schrieb: > Vielen Dank. Hätte da noch eine Letzte Frage. > Ich habe in meinen Unterlagen stehen, dass eine Schottkydiode als > Photodiode dienen kann. Wieso ist das so? Man kann Schottkydioden nicht als Fotodioden benutzen. Fotodioden sind in der regel auch aus Germanium (oder alternativ Silizium) aber es handelt sich dabei nicht um Schottkydioden
Das Charakteristische einer Schottkydiode ist der Metall-Halbleiterübergang. Aus welchem Material hierbei der Halbleiter besteht ist hierbei erst einmal nebensächlich. Grund für die Verwendung des Metall-Halbleiterüberganges ist die deutlich schmalere Raumladungszone (im Metall gibt es praktisch keine Raumladungszone) im Vergleich zum normalen pn-Übergang mit Halbleitermaterial. Durch die schmalere Raumladungszone verlaufen die Umladungsprozesse deutlich schneller, weshalb Schottkyhalbleiter ein deutlich besseres Schaltverhalten haben.
Melanie schrieb: > Ich habe eine kurze Frage zur LED. Ist es möglich mit einem > Schottky-Übergang eine LED zu realisieren? ...und wofür sollte das gut sein?
Jörg W. schrieb: > Der Schottky-Übergang hat ja eben gerade deshalb eine geringe > Flussspannung (bei kleinen Strömen), weil keine Bandlücke zu > überwinden ist. > > Die Überwindung der Bandlücke ist aber eine Voraussetzung für das > Emittieren des Lichts beim Rücksprung vom höheren auf das niedere > Energieniveau. Wo du Recht hast, hast du Recht.
Jörg W. schrieb: > Bei der Fotodiode bewirkt der Einfluss von Licht eine zusätzliche > Einstreuung von Energie die hilft, die Grenzschicht (egal, ob nun > „richtige“ Sperrschicht oder Metall-Halbleiter-Übergang) zu > durchtunneln. > > Disclaimer: für Details müsstest du einen Physiker fragen. Angehender Physiker hier: trifft ein Photon innerhalb der Raumladungszone des Überganges auf ein Atom, kann es (ausreichend Energie vorausgesetzt!) ein Elektron aus seinem Atom lösen. Das frisch entstandene Paar aus Loch und Elektron kann jetzt nicht rekombinieren, wenn es durch die Sperrschicht getrennt ist. Ergänzung: Sollte sich einer fragen, Solarzellen und Photodioden sind Das gleiche, nur mit auf die Aufgabe angepasster Geometrie.
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Aber es gibt doch auch Schottky-Photodioden. Wieso müsste dass dann nicht gehen?
Melanie schrieb: > Wieso müsste dass dann nicht gehen? Es sollte schon funktionieren, siehe Antwort von Jan. Hat nur nicht viel Sinn. Schottky-Dioden baut man, um die Barriere des normalen pn-Übergangs nicht zu haben, also bei geringen Strömen nur eine geringe Flussspannung. Dafür erkauft man sich bei ihnen eine viel stärkere Temperaturabhängigkeit als bei normalen Sperrschicht-Dioden. Eine Fotodiode wird in Sperrrichtung betrieben. Damit ist der wesentliche Vorteil der Schottky-Diode dort absolut uninteressant. Es blieben dann nur die Nachteile, und auf die kann man gern verzichten. ;-) p.s.: Kann natürlich sein, dass eine Schottky-Fotodiode vielleicht in Bezug auf Geschwindigkeit punkten kann. Da habe ich keine Ahnung.
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Melanie schrieb: > Aber es gibt doch auch Schottky-Photodioden. Wieso müsste dass dann > nicht gehen? Weil Absorption und Emission halt ein Unterschied sind. Die Fotodiode absorbiert auftreffende Photonen, wobei deren Energie zusätzliche freie Ladungsträger im Halbleiterkristall erzeugt. Infolge dessen kommt es zum Stromfluß (bei Betrieb in Sperrrichtung) bzw. es wird eine Fotospannnung erzeugt (Betrieb als Fotoelement). Bei der LED werden Elektronen durch die angelegte Spannung vom Valenzband in das Leitband gehoben. Da dieser Zustand aber energetisch instabil ist, "fallen" die Elektronen vom Leitband wieder in das Valenzband zurück und zwar unter Abgabe von Energie. Beim direkten HL wird die Energie in Form von Licht abgegeben. Die Farbe des Lichtes ist hierbei vom Bandabstand (also Abstand zwischen Valenzband und Leitband) abhängig. Großer Abstand bedeutet große Energie, also Licht mit kurzer Wellenlänge (Blau, UV) oder bei kleinerem Abstand = geringe Energie (Rot, IR). Durch Auswahl des HL-Materials und damit des Bandabstandes kann man also die Farbe der LED festlegen.
Twinsetter schrieb: > Die Farbe des Lichtes ist > hierbei vom Bandabstand (also Abstand zwischen Valenzband und Leitband) > abhängig. Großer Abstand bedeutet große Energie, also Licht mit kurzer > Wellenlänge (Blau, UV) oder bei kleinerem Abstand = geringe Energie > (Rot, IR). Durch Auswahl des HL-Materials und damit des Bandabstandes > kann man also die Farbe der LED festlegen. Ich habe den Verdacht, das Melanie Licht mit der Durchlassspannung von Schottky-Dioden von ca. 0,2V erzeugen will. das geht aber schon allein wegen der zu geringen Energie von 0,2eV nicht. Das würde höchstens für sehr langwelliges IR reichen.
Nochmal danke an alle. Es ist mir etwas klarer geworden. Bereite mich nur auf eine Prüfung vor.
LEDs haben quasi zwei Probleme: a) das bei der Rekombination Elektron-Loch freiwerdende Quant muss eine Frequenz im sichbaren Bereich haben b) die Halbleiterstruktur muss so beschaffen sein, dass das Licht auch irgendwie rauskommt. Was nützen Photonen irgendwo tief drinnen im Kristall?
Jörg W. schrieb: >... geringe Flussspannung Bei der Entwicklung der Schottkydiode ging es primär um die Schaltgeschwindigkeit. Die geringere Flußspannung ist hier quasi ein Nebenprodukt und kommt durch den Metall-Halbleiterübergang zu stande. Neben der geringeren Flußspannung hat die Schottkydiode im Vergleich zur normalen Halbleiterdiode aber auch schlechtere Sperreigenschaften (i.d.R. größerer Sperrstrom und damit geringeren Sperrwiderstand). Für den eigentlichen Verwendungszweck, nämlich die höhere Schaltgeschwindigkeit, wird dies aber in Kauf genommen. Die Schottkydiode ist ein schönes Beispiel, das zeigt das man nicht alles haben kann und man in der Praxis Kompromisse eingehen muß.
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