Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace."— Transkript prezentace:

1 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“ F16 - ELEKTRICKÝ PROUD V POLOVODIČÍCH SOUBOR PREZENTACÍ FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA Mgr. Alexandra Bouchalová

2 ELEKTRICKÝ PROUD V POLOVODIČÍCH  Pojem polovodiče  Vedení elektrického proudu v čistém polovodiči. Vlastní vodivost  Příměsové polovodiče  Přechod PN, polovodičová dioda  Tranzistor Elektrický proud v polovodičích 2

3 Pojem polovodiče Elektrický proud v polovodičích 3 vodič izolant polovodič

4 Polovodiče Elektrický proud v polovodičích 4  jsou pevné látky, jejichž elektrické vlastnosti závisí na vnějších i vnitřních podmínkách:  teplota  dopadající záření Si Ge Se Te C Si Ge Se Te C PbS CdS GaAs PbS CdS GaAs Termistor Fotorezistor Termistor Fotorezistor  obsah příměsí

5 Polovodiče Elektrický proud v polovodičích 5  Vyhledejte pomocí vhodných zdrojů (internet, odborná literatura) obrázky termistoru a fotorezistoru a uveďte příklady jejich užití v praxi.  Zjisti, kde se v České republice vyrábí polovodičové součástky.  Je možné, aby byl teplotní součinitel  elektrického odporu záporný? Jaký by to mělo pro danou látku význam? Najdete příklad?  Který z prvků je nejvýznamnější pro výrobu polovodičových součástek?

6 Vlastní vodivost Elektrický proud v polovodičích 6 Si elektronový pár • Jádro křemíku obsahuje 14 protonů a 14 neutronů. • Ve valenční vrstvě jsou 4 elektrony. • Elektronové páry tvoří kovalentní vazbu. • V elektronovém obalu je 14 elektronů.

7 Vlastní vodivost Elektrický proud v polovodičích 7 elektronový pár Elementární buňka krystalu křemíku  Při nízkých teplotách jsou všechny elektrony zapojeny do vazeb a křemík se chová jako izolant.

8 Čistý polovodič Elektrický proud v polovodičích 8 Si generace páru elektron-díra rekombinace díra volný elektron tepelným pohybem, dopadajícím zářením

9 Vlastní vodivost Elektrický proud v polovodičích 9 Si

10 Vlastní vodivost Elektrický proud v polovodičích 10 IdId IeIe děrový proud elektronový proud I = I d + I e  Pohyb díry je jen relativní!

11 Vlastní vodivost Elektrický proud v polovodičích 11  Vlastní vodivost vlastní polovodiče  Hustota děr = hustota volných elektronů  S rostoucí teplotou se rychle zvětšuje

12 Vlastní vodivost Elektrický proud v polovodičích 12  Rezistivita čistého polovodiče s rostoucí teplotou KLESÁ.  Načrtni graf závislosti rezistivity na teplotě u kovů a polovodičů.

13 Příměsové polovodiče Elektrický proud v polovodičích 13 Si As + donor Polovodič typu N Majoritním = většinovým nosičem náboje je elektron Minoritním = menšinovým nosičem náboje je díra

14 Příměsové polovodiče Elektrický proud v polovodičích 14 Si In - akceptor Polovodič typu P Majoritním = většinovým nosičem náboje je díra Minoritním = menšinovým nosičem náboje je elektron

15 Příměsová vodivost Elektrický proud v polovodičích 15  Vyvolaná pomocí třímocné (B, Al, Ga, In) či pětimocné (P, As, Sb) příměsi  Celkový náboj volných elektronů a děr je vyrovnán s nábojem nepohyblivých iontů příměsí.

16 Příměsová vodivost Elektrický proud v polovodičích 16  Co se bude dít v příměsovém polovodiči s rostoucí teplotou?  Čím je dána hustota volných nosičů náboje v příměsovém polovodiči při nízkých teplotách?  Proč je tento jev nežádoucí a jak mu můžeme zabránit?

17 Příměsová vodivost Elektrický proud v polovodičích 17  Jaká bude hustota donorů v křemíku typu N, připadá-li na 1 atom příměsi 10 8 atomů křemíku?  Jaká je hustota atomů v krystalu křemíku, je-li jeho hustota ?

18 Přechod PN Elektrický proud v polovodičích 18 Polovodič typu P Polovodič typu N HRADLOVÁ VRSTVA 1  m

19 Dioda Elektrický proud v polovodičích 19 Polovodič typu P Polovodič typu N P N A K

20 Diodový jev Elektrický proud v polovodičích 20 Polovodič typu P Polovodič typu N

21 Diodový jev Elektrický proud v polovodičích 21 Polovodič typu P Polovodič typu N I

22 Diodový jev Elektrický proud v polovodičích 22 Polovodič typu P Polovodič typu N

23 Diodový jev Elektrický proud v polovodičích 23 Dioda v propustném směru Dioda v závěrném směru

24 Provoz polovodičové diody Elektrický proud v polovodičích v závěrném směru v propustném směru U R [V] I R [  A] 0 0 U F [V] I F [A] U BR U T0 U T0 = prahové napětíU BR = průrazné napětí

25 VA charakteristika polovodičové diody Elektrický proud v polovodičích 25 U R [V] I R [  A] 0 0 U F [V] I F [A] U BR U T0

26 Tranzistory Elektrický proud v polovodičích 26  jsou zesilovací (aktivní) polovodičové prvky. bipolární unipolární  na zesilování se podílí oba typy nosičů nábojů (elektrony a díry)  na zesilování se podílí pouze jeden typ nosiče

27 Tranzistor typu NPN Elektrický proud v polovodičích 27 N N P B C E NPN B C E kolektor = shromažďovač báze emitor = vysílač nábojů

28 Tranzistor typu PNP Elektrický proud v polovodičích 28 P P N B C E PNP B C E kolektor báze emitor

29 Princip činnosti tranzistoru typu NPN Elektrický proud v polovodičích 29 kolektor báze emitor R AA A N N P IBIB ICIC IEIE I E = I B + I C  = ICIBICIB proudový zesilovací činitel

30 Princip činnosti tranzistoru typu NPN Elektrický proud v polovodičích 30  Při daném zapojení je přechod BC v závěrném směru a přechod BE v propustném směru.  Obvodem báze (má velmi malý objem a je slabě dotována) začne procházet malý proud I B.  Většina elektronů je pak z emitoru přitahována ke kolektoru a jako menšinové nosiče volně prochází přechodem BC.  Tyto elektrony tvoří mnohokrát větší proud I C než je proud I B.

31 NPN tranzistor v zapojení se společným emitorem Elektrický proud v polovodičích 31 A Kolektorový obvod AA R Obvod báze IBIB IEIE ICIC

32 Tranzistor jako zesilovací prvek Elektrický proud v polovodičích 32  Malá změna proudu báze I B způsobí v tranzistoru velkou změnu proudu kolektoru I C.  tranzistor má velké proudové zesílení  v bipolárním tranzistoru je kolektorový proud řízen proudem báze  k řízení je zapotřebí jen malý výkon

33 Tranzistor Elektrický proud v polovodičích 33 Ukázky tranzistorů 1

34 Tranzistor Elektrický proud v polovodičích 34 Užití tranzistoru 2

35 Tranzistor Elektrický proud v polovodičích 35 Replika prvního tranzistoru 3

36 Použitá literatura Literatura LEPIL, O. Elektřina a magnetismus, fyzika pro gymnázia. Praha: Prometheus, ISBN TKOTZ,K. Příručka pro elektrotechnika. Praha: Europa-Sobotáles, ISBN HALLIDAY,D. Fyzika. Elektřina a magnetismus. Brno: VUTIUM, ISBN Obrázky [1] VTM [online]. [cit ]. Dostupné z: normal/upload/aktuality/tranzistor_jpg_4b8cd07e1a.jpg [2] TechNet.cz [online]. [cit ]. Dostupné z: [3] SPŠ Mohelnice [online]. [cit ]. Dostupné z: tranzistory.png Elektrický proud v polovodičích

37 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“ SOUBOR PREZENTACÍ FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA


Stáhnout ppt "Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace."

Podobné prezentace


Reklamy Google