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Isolator, Halbleiter, Leiter

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Die Autor*innen
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Philip Rupp
Isolator, Halbleiter, Leiter
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Grundlagen zum Thema Isolator, Halbleiter, Leiter

Metalle gehören zur Kategorie der Leiter, Porzellan hingegen ist ein Isolator. Silizium ist weder noch, nämlich ein Halbleiter. Doch was genau unterscheidet diese drei Begriffe eigentlich? In diesem Video beschäftigen wir uns ausführlich damit. Du lernst den atomaren Aufbau der einzelnen Stoffe kennen erfährst dabei, wie dieser Aufbau die Leitfähigkeit beeinflusst. Außerdem lernst du welche anderen Faktoren die Leitfähigkeit beeinflussen. Zum Schluss schauen wir uns noch das Bändermodell an. Viel Spaß dabei!

Transkript Isolator, Halbleiter, Leiter

Hallo, ich heiße Philipp und heute erkläre ich Euch die Eigenschaften und Unterschiede von elektrischen Isolatoren, Halbleitern und Leitern. Jedes Material gehört zu einer dieser 3 Kategorien. Doch welche Merkmale haben Isolatoren und was unterscheidet sie von Leitern? Und wie verhalten sich die einzelnen Stoffe unter bestimmten Bedingungen? Zuerst klären wir also die Eigenschaften der 3 Klassen und vor allem von diesen mysteriösen Halbleitern. Und zum Schluss werden wir uns das Gelernte noch an einer speziellen Darstellung verdeutlichen, nämlich dem Bändermodell. Doch genug zur Gliederung. Betrachten wir also den Isolator. Hierfür gibt es viele bekannte Beispiele: Holz, Plastik, Gummi, aber auch Porzellan. Generell gibt es bei der Unterteilung keine strikten Richtlinien. Es besteht ein ziemlich fließender Übergang zwischen diesen drei Kategorien. Die definite Eigenschaft eines Isolators ist die sehr geringe Leitfähigkeit. Praktisch kann durch einen Isolator also kein Strom fließen. Wie jede sonstige Materie besteht ein Isolator aus Atomen oder Molekülen. Diese Teilchen wiederum sind maßgeblich aus Atomkern und Elektronen aufgebaut. Beim Isolator sind diese Elektronen und Atomkerne nun sehr stark aneinander gebunden. Legt man ein elektrisches Feld an, so wirkt eine Kraft auf alle geladenen Teilchen im Material. Das Feld wird dabei, wie hier, über Feldlinien dargestellt. Die Protonen sind dabei prinzipiell unbeweglich und starr an ihrem Platz verankert, denn sie bilden das Gerüst dieses Stoffes. Da die Elektronen nun aber sehr stark an diese Protonen gebunden sind, können sie sich ebenfalls nicht bewegen. Legt man also ein elektrisches Feld an einen Isolator an, so passiert praktisch nichts. Alles bleibt an seinen Platz und es fließt kein Strom. Isolatoren werden hauptsächlich als Bestandteil von isolierten Leitern, also Kabeln verwendet. Hier wird ein leitender Stoff mit einem nicht-leitenden ummantelt, sodass der Strom ausschließlich im Inneren des Kabels fließen kann. Intuitiv konträr zu einem Isolator ist der elektrische Leiter. Im Alltag findet man ihn meist in Form von Metallen, wie Eisen oder Kupfer, aber auch Graphite zählen dazu. Im Gegensatz zum elektrischen Isolator haben leitende Stoffe eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit. Definiert wird er also über die Eigenschaft, elektrischen Strom sehr gut leiten zu können. Interessant an diesem Aspekt ist, dass diese Leitfähigkeit stark temperaturabhängig ist. Trägt man die Leitfähigkeit qualitativ gegen die Temperatur in einem Diagramm ein, so fällt diese bei hoher thermischer Energie sehr stark ab. Gleichzeitig bedeutet das natürlich, dass der Widerstand des Materials mit der Temperatur steigt. Sehr heiße elektrische Leiter können also theoretisch isolierend wirken. Hier sieht man erneut, dass man nicht eindeutig zwischen Leitern und Isolatoren und später auch Halbleitern unterscheiden kann. Natürlich ist auch der elektrische Leiter aus Atomen aufgebaut, der Unterschied liegt hier lediglich bei den Elektronen. Diese sind zum Beispiel bei Metallen teilweise nur sehr schwach gebunden, man nennt sie daher auch frei beweglich. Nun kann man an diesen Leiter wieder ein elektrisches Feld anlegen. Dadurch entsteht eine wirkende Kraft auf diese Elektronen, und da sie ja frei beweglich, also nur sehr schwach gebunden sind, fangen sie an, sich zu bewegen. Dadurch entsteht ein kontinuierlicher Fluss von Ladungsträgern und den nennt man Strom. Da sich hier negative Ladungen bewegen, wird dieser Elektronenstrom oft auch n-Leitung genannt. Der Strom kann sich nun über das gesamte Leitermaterial ausbreiten und so zum Beispiel eine Lampe zum Leuchten bringen. Anwendung finden leitende Stoffe daher direkt bei sämtlichen elektronischen Bauteilen. Kabel, Drähte, Platinenaufdrucke und vieles mehr sind aus ihnen gefertigt. Doch überraschenderweise gibt es Materialien, die weder das typische Leiterverhalten noch reine Isolatoreigenschaften aufweisen. Es ist eine Art Zwischenform mit sehr speziellen und besonderen Merkmalen. Man nennt sie Halbleiter. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um Siliziumverbindungen, also um bestimmte Glasarten. Aber auch Bohr und Germanium zählen dazu. Bei Raumtemperatur haben solche Halbleiter einen eher mittleren Widerstand und leiten deswegen nur schlecht den elektrischen Strom. Der Unterschied zu Isolatoren ist nun, dass bei steigender Temperatur dieser Widerstand sehr stark abfällt. Erhitzt man also ein Siliziumkabel, so fängt es an, den Strom immer besser zu leiten. Dementsprechend steigt natürlich die Leitfähigkeit mit der Temperatur, dieses Verhalten ist also quasi entgegengesetzt zum elektrischen Leiter. Der Grund hierfür liegt erneut in der atomaren Struktur. Halbleiter sind aus speziellen Gitterstrukturen aufgebaut. Siliziumgitter kann man beispielsweise so darstellen: Die hier blauen Elektronen halten dabei die roten Atomkerne zusammen. Jedes Siliziumatom hat dafür 4 Außenelektronen. Das ganze Gerüst steht wie unter einer mechanischen Spannung, wodurch sich die Elektronen nicht eigenständig bewegen können. Legt man jetzt ein elektrisches Feld an, so passiert praktisch nichts. Das Material verhält sich wie ein Isolator und leitet keinen Strom. Doch erwärmt man das Silizium, so führt man den Teilchen kinetische Energie zu. Sie fangen an, sich leicht zu bewegen und irgendwann kann sich ein Elektron aus der Gitterstruktur befreien. Dieses Elektron bewegt sich nun durch das elektrische Feld und führt so zu einem Stromfluss. Je höher die Temperatur ist, desto mehr Elektronen können sich aus dem Gitter befreien und zum Stromfluss beitragen. Deswegen steigt die Leitfähigkeit. Doch es gibt noch einen weiteren Effekt, der zum verbesserten Stromfluss führt. Angewendet werden Halbleiter in nahezu allen Arten von Computerchips. Sie sind Grundlage für Dioden und Transistoren und damit für die gesamte Informationstechnologie. Verlässt nämlich ein Elektron seinen Gitterplatz, hat das dazugehörige Siliziumatom nur noch 3 Außenelektronen, somit fehlt eine negative Ladung. Das Siliziumatom kann somit als positiv geladen angesehen werden. Die quasi positiv geladene Fehlstelle nennt man allgemein Loch. Ist ein elektrisches Feld angelegt, so passiert es, dass ein Elektron von einem Nachbaratom in dieses Loch überspringt. Dadurch wandert das Loch praktische ein Atom weiter. Löcher wandern stets zum negativen Pol der anliegenden Spannungsquelle, während das Elektron zum positiven Pol zieht. Diese Löcher können als eigenständige Teilchen betrachtet werden, und da diese Löcher positiv geladen sind, heißt diese Stromart P-Leitung. Dieser quasidoppelte Leitungsträgerfluss führt zu einer sehr hohen Leitfähigkeit, jedoch erst bei hohen Temperaturen. Wichtig ist zu beachten, dass diese Löcher jedoch keine real existierenden Teilchen sind, sondern lediglich als solche interpretiert werden. In der Physik gibt es ein theoretisches Anschauungsmodell, welches die Unterschiede zwischen Isolatoren, Leitern und Halbleitern sehr gut beschreibt - das Bändermodell. Jedes Atom besteht nach dem bohrschen Atommodell aus einem Atomkern und einer Vielzahl von Elektronen, die sich auf Bahnen um den Kern bewegen, desto höher ist die Energie des dazugehörigen Elektrons. Reiht man die Elektronen von einem Material in einem Energiediagramm auf, so entsteht ein sogenanntes Band, also ein größerer Energiebereich. Der Energiebereich, in dem sich die Elektronen eines Materials befinden, heißt Valenzband. Ab einer bestimmten Energie sind die Elektronen in der Lage, die Bindung an den Kern zu überwinden. Elektronen, die diese oder höhere Energie haben, sind also schwach gebunden. Legt man ein elektrisches Feld an, so können sie sich bewegen und zu einem Strom führen. Diesen Energiebereich nennt man Leitungsband. Alle Elektronen, die sich dort befinden, tragen zum Stromfluss bei. Aus der Lage von Leitungs- und Valenzband kann man sehr gut zwischen Isolatoren, Halbleitern und Leitern unterscheiden. Der hierfür nötige Fachbegriff heißt Bandlücke, er beschreibt den Abstand zwischen den beiden Bändern. Erwärmt man ein Material, so führt man dessen Elektronen Energie zu. Im Energiediagramm steigt das besagte Elektron also nach oben. Die Bandlücke entspricht der nötigen Mindestenergie, damit ein Elektron vom Valenzband ins Leitungsband springen kann und so zu einem Stromfluss führt. Bei einem Isolator ist diese Bandlücke sehr hoch. Erst bei einer enormen Energiezufuhr wäre hier ein Stromfluss möglich. Bei Raumtemperatur leitet dieses Material nicht, sondern wirkt isolierend. Halbleiter hingegen weisen lediglich eine sehr kleine Bandlücke auf. Bei niedrigen Temperaturen wirken sie isolierend, die Außenelektronen haben nicht genug Energie, um zu einem Stromfluss zu führen. Doch durch Erwärmen können die Elektronen die kleine Bandlücke überwinden und ins Leitungsband springen. Hier können sie zu einem Strom führen und gleichzeitig entsteht im Valenzband ein Loch. Dieses bewegt sich bei Anlegen eines elektrischen Feldes in die andere Richtung und führt zu einer Löcherleitung. Ein leitendes Material weist keine Bandlücke auf. Das Leitungsband ragt hier sogar ein Stück in das Valenzband hinein. Die Außenelektronen eines Leiters besitzen also schon genug Energie, um zu einem Stromfluss zu führen. Diese Stoffe sind deshalb bei Raumtemperatur schon gut leitend. Dieses Model fasst die wichtigsten Eigenschaften von Isolatoren, Leiter und Halbleitern elegant zusammen.

Ich hoffe, Ihr hattet Spaß und versteht den Aufbau eines Kabels nun etwas besser. Euer Philipp Physik    

5 Kommentare

5 Kommentare
  1. ulaulaulaula

    Von Angela K., vor mehr als 4 Jahren
  2. Danke! Echt gut erklärt!

    Von Timea1212, vor mehr als 5 Jahren
  3. Finde ich sehr interessant. Ist mir aber zu einfach ich bin mehr so ein Fan von schwierigen Aufgaben. Obwohl ich in der 6sten bin.

    Von Derdavid Moor, vor mehr als 6 Jahren
  4. Eine sehr anschauliche Erklärung!

    Von Deleted User 294320, vor etwa 7 Jahren
  5. vielen dank
    jetzt verstehe ich das auch

    Von Eugen Schwindt77, vor etwa 9 Jahren

Isolator, Halbleiter, Leiter Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Isolator, Halbleiter, Leiter kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, welche der gezeigten Stoffe den elektrischen Strom leiten.

    Tipps

    Was befindet sich in einem Stromkabel und sollte der Stoff den elektrischen Strom leiten?

    Aus welchem Material besteht eine Steckdose und wäre es gut, wenn es leiten würde?

    Warum darf man keine elektronischen Geräte mit in die Badewanne nehmen oder bei Gewitter ins Meer gehen?

    Kohle besteht zu einem Großteil aus Graphit. Was bedeutet das für die Leitfähigkeit?

    Lösung

    Alle Metalle leiten den Strom. Die meisten Metalle sind fest und glänzen. Auch Graphite leiten den Strom. Graphite sind Mineralien. Graphit ist eine bestimmte Strukturform des Kohlenstoffs. Der Diamant bildet eine weitere Strukturform des Kohlenstoffs. Im Gegensatz zum Diamanten leitet aber Graphit den elektrischen Strom. Kohle besteht zum Großteil aus Graphit, deswegen leitet Kohle den Strom. Wenn ein Material genügend Bestandteile hat, die Strom leiten, dann ist auch das Material leitend. Deswegen leitet auch (mineralisiertes) Wasser. Es leitet nicht das Wasser an sich, sondern die Mineralien, die in dem Wasser vorhanden sind. Destilliertes Wasser leitet nicht.

    Gummi oder Kunststoff leitet den Strom nicht. Es wird häufig verwendet, um dich vor Strom von elektrischen Geräten oder Kabeln zu schützen. Darum kannst du zum Beispiel ein Staubsaugerkabel ohne Angst vor einem Stromschlag in die Steckdose stecken. Sowohl der stromführende Leiter als auch die Steckdose sind mit einem Isolator abgedeckt. In dem Moment, wenn der Stecker komplett eingesteckt ist, ist nach außen kein Metall mehr freiliegend.

    Du kannst auch selbst ausprobieren, ob ein Gegenstand elektrischen Strom leitet oder nicht. Dazu musst du nur einen Stromkreis mit einer Glühlampe und einer Unterbrechung bauen.

    Dazu brauchst du eine kleine Glühlampe mit Fassung (z.B. Fahrradlampe), eine Flachbatterie (4,5 V), drei Kabel mit Krokodilklemmen und den Gegenstand, von dem du wissen willst, ob er Strom leitet. Frag deine Eltern, ob sie dir bei dem Aufbau helfen, damit auch nichts schiefgeht.

    Du schraubst die Lampe in die Fassung und verbindest die eine Seite der Fassung mithilfe eines Kabels mit einem Pol der Batterie. An der anderen Seite der Fassung bringst du ebenfalls ein Kabel an. Auch an dem zweiten Pol der Batterie bringst du noch ein Kabel an.

    Wenn du nun die beiden Enden der losen Kabel verbindest, sollte die Lampe leuchten, es fließt ein elektrischer Strom. Um nun zu testen, ob dein Gegenstand den Strom leitet, hältst du die beiden losen Kabelenden an den Gegenstand. Achte dabei darauf, dass die Enden der Kabel sich nicht berühren. Wenn die Lampe leuchtet, dann ist der Gegenstand ein Leiter.

  • Beschreibe das Bändermodell und seine Bestandteile.

    Tipps

    Im Valenzband befinden sich Elektronen mit geringerer Energie.

    Elektronen mit viel Energie tragen zur Leitfähigkeit bei.

    Elektronen können nur bestimmte Energien haben.

    Lösung

    Um ein Bändermodell zu erstellen, trägt man die Elektronen eines Materials in ein Energiediagramm ein. Elektronen haben unterschiedlich hohe Energien. In einem gewissen Bereich eines Energiediagramms sammeln sich mehrere Elektronen an. Man nennt diesen Bereich ein Band. Es gibt verschiedene Bänder und die Elektronen, die sich in diesen befinden, haben unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen. Im Valenzband befinden sich die Elektronen, die fest an die Atomkerne gebunden sind. Diese können nicht zu einem elektrischen Strom beitragen.

    Die Elektronen, die sich im Leitungsband befinden, tragen zur Leitfähigkeit bei. Sie können sich frei im Material bewegen und deswegen einen elektrischen Strom erzeugen, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird.

    Die Bandlücke liegt zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband. Wenn einem Elektron genug Energie zugeführt wird, steigt es im Energiediagramm nach oben. Es springt dabei vom Valenzband ins Leitungsband. Die Bandlücke gibt dabei an, wie viel Energie einem Elektron aus dem Valenzband zugeführt werden muss, damit es ins Leitungsband springen kann.

    In einem Isolator ist die Bandlücke groß, unter normalen Bedingungen leitet ein Isolator deswegen keinen Strom. Es müsste den Elektronen extrem viel Energie zugeführt werden, damit diese ins Leitungsband springen. In einem Halbleiter ist die Bandlücke klein. Wenn den Elektronen etwas Energie zugeführt wird, können sie in das Leitungsband springen. Die Leitfähigkeit des Materials steigt dann. In einem Leiter überschneiden sich das Valenzband und das Leitungsband. Auch wenn keine Energie zugeführt wird, befinden sich frei bewegliche Elektronen im Material. Deswegen kann ein Leiter auch ohne Energiezufuhr elektrischen Strom leiten.

    Elektronen können sich nicht zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband, also in der Bandlücke, aufhalten.

  • Ergänze die Beschreibungen von Isolatoren, Leitern und Halbleitern.

    Tipps

    Ein elektrischer Strom kann immer dann enstehen, wenn sich Elektronen bewegen können.

    Die Stärke der Bindung zwischen Atomkernen und Elektronen entscheidet, ob die Elektronen sich bewegen können.

    Lösung

    Das Schalenmodell ist ein Atommodell, in dem die Elektronen auf Schalen um den Kern verteilt sind. Die Valenzschale ist hierbei die äußerste Elektronenschale, also die, die am weitesten vom Kern entfernt ist.

    In elektrischen Leitern besteht die Valenzschale aus nur einem, zwei oder drei Elektronen. Das sind nicht genug, um andere Bindungen einzugehen. Deswegen können sich diese Elektronen im Metall frei bewegen. Beim Anlegen einer Spannung entsteht dann ein elektrischer Strom.

    In Isolatoren dagegen ist die Valenzschale voll besetzt und die Elektronen sind deswegen fest mit dem Atomkern verbunden. Nur mit sehr hoher Energiezufuhr könnten diese Elektronen herausgelöst werden. Deswegen entsteht in Isolatoren unter normalen Bedingungen kein elektrischer Strom.

  • Ergänze die Beschreibung des Bändermodells.

    Tipps

    Können fest gebundene Elektronen zu einem elektrischen Strom beitragen?

    Ein elektrischer Strom kann entstehen, wenn sich Elektronen bewegen können.

    Wie beim Schalenmodell können Elektronen ihre Energie nur sprungweise verändern. Was muss ihnen dazu zugeführt werden?

    Lösung

    Die Elektronen die sich im Valenzband befinden, sind an das Atom gebunden. Die Elektronen, die sich im Leitungsband befinden, sind frei beweglich. Da nur frei bewegliche Elektronen zu einem elektrischen Strom beitragen, kann kein elektrischer Strom entstehen, wenn sich kein Elektron im Leitungsband befindet.

    Um Elektronen vom Valenzband ins Leitungsband zu befördern, muss die Bandlücke überwunden werden. Die Elektronen können sich nicht zwischen den Bändern aufhalten, denn wie bei dem Schalenmodell kann die Energie eines Elektrons nicht kontinuierlich, sondern nur sprungweise variiert werden. Es braucht genug Energie, um in die nächste Schale zu springen oder vom Atom entfernt zu werden. Dazu muss dem Elektron Energie von außen zugeführt werden. Dies kann zum Beispiel durch elektrische Energie, Wärme oder auch durch die Zufuhr von Licht erreicht werden.

    Bei Isolatoren ist die Bandlücke sehr groß. Es müsste also extrem große Energie aufgewendet werden, um frei bewegliche Elektronen und damit einen möglichen elektrischen Strom zu erhalten.

    Bei Halbleitern ist die Bandlücke klein. Somit muss nur eine gewisse Energie aufgebracht werden, zum Beispiel Wärme, um eine Leitfähigkeit des Materials zu erzeugen.

    Bei Leitern überschneiden sich Valenzband und Leitungsband, somit leitet ein Leiter auch ohne Energiezufuhr den elektrischen Strom.

  • Gib an, was ein Isolator, ein Leiter und ein Halbleiter ist

    Tipps

    Die meisten Metalle sind fest und glänzen und leiten den elektrischen Strom.

    Elektriker tragen Stiefel aus Gummi, um sich vor dem elektrischen Strom zu schützen.

    Womit ist ein Kabel ummandelt und was befindet sich im Inneren? Welcher dieser Stoffe sollte leiten?

    Lösung

    Metalle sind meistens fest und glänzen. Metalle leiten den elektrischen Strom, denn in ihnen sind die Elektronen nur sehr schwach mit dem Atomkern verbunden. Sie können sich deswegen bewegen und dadurch einen Strom leiten.

    In Isolatoren sind die Elektronen fest mit dem Kern verbunden. Wird dort ein elektrisches Feld angelegt, können sich die Elektronen trotzdem nicht bewegen und es passiert gar nichts. Isolatoren findest du zum Beispiel in der Ummantelung von Kabeln. Im Inneren von stromführenden Kabeln befindet sich ein Leiter und um den Benutzer vor dem Strom zu schützen, wird das Kabel mit einem Isolator abgedeckt. Denn wenn du einen stromführenden Leiter ohne Isolator anfassen würdest, bekämest du einen Stromschlag. Deswegen werden alle stromführenden Bauteile mit einem Isolator abgedeckt.

    Halbleiter leiten bei tiefen Temperaturen nicht. Dann sind die Elektronen an den Atomkern gebunden und können sich nicht bewegen. Führt man jedoch Wärme zu, dann erhöht sich die Energie der Elektronen und einige Elektronen können sich von den Atomkernen lösen und zu einem elektrischen Strom führen. Je höher die Temperatur ist, desto mehr Elektronen können sich bewegen und deswegen nimmt die Stromstärke mit höherer Temperatur zu.

  • Erkläre anhand des Bändermodells die Zunahme der Leitfähigkeit von Halbleitern mit steigender Temperatur.

    Tipps

    Den Elektronen muss zuerst Energie zugeführt werden, damit sie in ein höheres Band springen können.

    Wenn ein Elektron nicht genug Energie hat, um sich in einem Band aufzuhalten, dann springt es in das Tiefere zurück.

    Je mehr Elektronen zum elektrischen Strom beitragen können, desto höher ist die Leitfähigkeit.

    Lösung

    Die Elektronen, die fest an den Atomkern gebunden sind, entsprechen denen, die sich im Valenzband befinden. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, tragen diese nicht zum elektrischen Strom bei. Die Elektronen, die sich frei im Material bewegen können, entsprechen den Elektronen, die sich im Leitungsband befinden. Diese können zum elektrischen Strom beitragen.

    Wird einem Elektron Energie zugeführt, dann fängt es nach kurzer Zeit an zu schwingen. Irgendwann hat das Elektron genug Energie aufgenommen, um sich vom Atom zu lösen und im Bändermodell springt es in ein höheres Band. Bei Halbleitern findet die Energiezufuhr meistens in Form von Wärme statt, dies muss aber nicht so sein. Auch andere Energieformen wie Lichtenergie oder elektrische Energie können die Energie von Elektronen erhöhen.

    Die Bandlücke gibt an, wie viel Energie ein Elektron aufnehmen muss, um in das nächsthöhere Band zu springen. Da bei Halbleitern die Bandlücke klein ist, können die Elektronen verhältnismäßig leicht in ein höheres Band springen. Sie müssen nur wenig Energie dafür aufnehmen. Die Energie, die ein Elektron aufnehmen muss, um in das Leitungsband zu springen, ist meist in der Höhe von einem Elektronenvolt ($eV$), aber zumindest kleiner als drei $eV$. Manche Elektronen haben gerade genug Energie aufgenommen, um ins Leitungsband zu springen. Da sie aber aufgrund von Wechselwirkungen einen Teil verlieren, haben sie nicht mehr genug Energie, um sich im Leitungsband aufzuhalten.

    Deswegen müssen sie wieder zu einem tieferen Energieniveau, also dem Valenzband, zurückkehren. Es ist hierbei unwahrscheinlich, dass das Elektron am exakt selben Platz landet, deswegen verändert sich die Verteilung der Elektronen und damit auch die Verteilung der „Löcher“, welche sie zurücklassen, stetig.

    Da immer ein Loch zurückbleibt, wenn ein Elektron ins Leitungsband springt, ist das Verhältnis zwischen Löchern und freien Elektronen gleich. Es entsteht dadurch ein zusätzlicher Strom, diesen nennt man p-Strom oder Eigenleitung.

    Je mehr Energie den Elektronen zugeführt wird, desto mehr springen ins Leitungsband und können zu einem elektrischen Strom beitragen. Deswegen wird dann auch die Eigenleitung größer. Da das Verhältnis gleich ist, nimmt die Leitfähigkeit mit steigender Temperatur extrem zu.

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