Untersuchungen über Raumladungen beim elektrischen Durchschlag

Zusammenfassung

Wie wir gesehen haben, können die Elektronen in Halbleitern und Isolatoren nicht jede beliebige Energie besitzen. Nur gewisse Energiebänder sind ihnen offen. Wird ein elektrisches Feld angelegt, so setzen sich die Elektronen in Bewegung, und es entsteht ein Strom. Die Größe dieses Stromes hängt, außer von der Stärke des angelegten Feldes, auch von der Verteilung der Elektronen auf die einzelnen Bänder ab. Die Verteilung der Elektronen auf die Bänder ist veränderlich, da die Elektronen unter Absorption oder Emission von Energiequanten das Band wechseln können. Auch das Zuströmen und Abströmen von Elektronen von einem Ort zum andern ändert die Verteilung der Elektronen in den Bändern an einem vorgegebenen Ort. Da die Elektronen geladen sind, kann ihr Zuströmen und Abströmen das Entstehen von Raumladungen bewirken. Diese Raumladungen verändern das elektrische Feld, das den Halbleiter oder Isolator durchdringt. Weil sich das Feld geändert hat, muß sich wiederum der Strom ändern und damit auch die Verteilung der Elektronen auf die Bänder und die Raumladung. Feld, Strom, Elektronenverteilung und Raumladung werden sich so lange ändern, bis ein gewisses Gleichgewicht eingetreten ist, der sogenannte stationäre Zustand. Der Einfluß der so entstehenden Raumladung auf die Beziehung zwischen Feldstärke und Stromdichte wurde von M. DEBUS untersucht.