Halbleiter sind Stoffe die man bezüglich ihrer elektrischen Leitfähigkeit sowohl als Leiter als auch als Nichtleiter bezeichnen kann. Die Leitfähigkeit von Halbleitern ist stark temperaturabhängig. Je niedriger die Temperatur ist, desto geringer ist ihre elektrische Leitfähigkeit. Diese Eigenschaft macht man sich bei den sogenannten Halbleiterwiderständen zu Nutze. Der Wiederstand sinkt bei steigender Temperatur und steigt bei sinkender Temperatur oder umgekehrt, je nach dem ob es sich um einen Heißleiter oder einen Kaltleiterwiderstand handelt. Halbleiterwiderstände werden häufig zur Temperaturüberwachung eingesetzt.
Definition: elektrischer Widerstand
Zunächst stellt sich die Frage, was überhaupt ein elektrischer Widerstand ist? Ein elektrischer Widerstand behindert den elektrischen Stromfluss, sodass der Stromfluss nicht zu groß wird.
In der Elektrotechnik gibt es mehrere Leiterarten. Einmal die Leiter, die dem elektrischen Strom, fast keinen Widerstand entgegensetzen. Als nächstes gibt es die Halbleiter, die dem elektrischen Strom einen größeren Widerstand entgegensetzen als die Leiter. Die letzte Klasse bildet der sogenannte Nichtleiter, der einen so großen Widerstand aufweist, sodass es hier zu keinem Stromfluss kommt.
Beim Halbleiter handelt es sich um eine Klasse zwischen den Leitern und den Nichtleitern. Die Halbleiter können durch gezielte Verunreinigung von bestimmten Atomen eher n-leitend oder p-leitend sein. Anhand dieser einfachen Strukturen ist es möglich sämtliche Halbleiterelemente herzustellen. Aus diesen Halbleiterelementen ist es dann möglich einen Mikroprozessor zu bauen.
Halbleiterwiderstände: Aufbau und Arten
Die Halbleiterwiderstände bestehen aus einem Halbleitermaterial. Dabei sind diese Halbleiterwiderstände sehr temperaturabhängig. Dabei gibt es zwei Arten von Widerständen, die Temperaturabhängig sind. Einmal den PTC- sowie den NTC-Widerstand. Die PTC Widerstände erhöhen ihren Widerstand bei Erhöhung der Temperatur. Anders sieht es bei den NTC Widerständen aus. Diese erhöhen ihren Widerstandswert bei niedrigen Temperaturen. Aufgrund dessen heißen diese auch Heißleiter.
Diese Fähigkeit der Halbleiterwiderstände kann in der Elektronik genutzt werden. Dadurch ist es möglich einen Rückschluss auf die vorhandene Temperatur zu finden. Gerade in der Messwerterfassung geht es häufig darum, Messwert oft linear in eine elektrische Größe zu wandeln. Sollte diese nicht überall linear sein, so wird versucht im Arbeitspunkt zu linearisieren.
Durch die Messung der Temperatur ist es somit möglich auf das jeweilige System einzugreifen und es zu regeln.