Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Polovodičová dioda (Učebnice strana 66 – 70) As Si As In Si In Zapojíme-li polovodič typu N nebo typu P do obvodu se stejnosměrným elektrickým proudem,

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Polovodičová dioda (Učebnice strana 66 – 70) As Si As In Si In Zapojíme-li polovodič typu N nebo typu P do obvodu se stejnosměrným elektrickým proudem,"— Transkript prezentace:

1 Polovodičová dioda (Učebnice strana 66 – 70) As Si As In Si In Zapojíme-li polovodič typu N nebo typu P do obvodu se stejnosměrným elektrickým proudem, bude proud polovodičem vždy procházet. Polovodič typu N obsahuje ve své krystalové mřížce volně pohyblivé záporné elektrony. volný elektron polovodič typu Npolovodič typu P volné místo - díra Polovodič typu P má v krystalové mřížce volně pohyblivé kladné "díry".

2 As Si As In Si In V oblasti styku obou polovodičů se část elektronů z oblasti N dostane do oblasti P a část "děr" z oblasti P přejde do oblasti N. Volné elektrony rekombinují s "děrami", takže kolem přechodu PN se vytvoří nevodivá oblast bez volných nábojů – hradlová vrstva. Spojením polovodiče typu N a polovodiče typu P vznikne polovodičová dioda. Část, kde se oba polovodiče dotýkají, nazýváme přechod PN. hradlová vrstva Základní materiál mívá čtyři valenční elektrony (Si, Ge). Příměs je pětimocná (P, As) a trojmocná (B, Ga, Al, In) Vzájemným silovým působením částic se na přechodu PN vytvoří vnitřní elektrické pole. Každá dioda má dva pracovní vývody, které se nazývají katoda (polovodič typu N) a anoda (polovodič typu P). Značka diody je katoda anoda katoda

3 As Si As In Si In 3,0 - + Při zapojení kladného pólu zdroje ke katodě (typ N) a záporného pólu k anodě (typ P) se přechod PN v diodě rozšíří, elektrický odpor diody se zvětší. Elektrický proud v ideálním případě neprochází. Ve skutečnosti diodou prochází proud způsobený minoritními nosiči. Při zapojení diody v tomto směru směřují volné elektrony i díry od přechodu, tj. hradlová vrstva se zvětšuje. Přechod elektronů a děr přechodovou vrstvou se znesnadní natolik, že vrstva proud nepropouští. Dioda je zapojena v závěrném směru. (směr proudu - klikni na šipku) Diodu zapojíme do elektrického obvodu se zdrojem stejnosměrného napětí, žárovkou a spínačem. Kladný pól připojíme ke katodě.

4 As Si As In Si In 3,0 + - Při zapojení kladného pólu zdroje k anodě (typ P) a záporného pólu zdroje ke katodě (typ N) se přechod PN v diodě, bránící průchodu částic, zmenší nebo úplně zruší. Diodou protéká elektrický proud, elektrický odpor diody může být velmi nízký, ale na diodě vždy vzniká. Při zapojení diody v tomto směru směřují volné elektrony i díry k přechodu, tj. velikost hradlové vrstvy se zmenšuje. Vnější elektrické pole tedy umožnilo, aby volné elektrony a díry pronikly velmi tenkou vrstvou přechodu a diodou procházel dlouhodobě elektrický proud. Dioda je zapojena v propustném směru. (směr proudu ) Diodu zapojíme do elektrického obvodu se zdrojem stejnosměrného napětí, žárovkou a spínačem. Kladný pól připojíme ke katodě.

5 U [V]0,40,60,670,70,72 I [mA]0,022,448,814,023 U [V]0,730,750,770,790,81 I [mA] Z grafu je vidět, že proud diodou prochází, dosáhne-li napětí na diodě asi 0,4 V. Při menším napětí proud prakticky neprochází. Závislost elektrického proudu, který diodou prochází, na napětí na diodě udává voltampérová charakteristika diody. Znázorňuje se graficky. Voltampérovou charakteristiku diody získáme změřením hodnot proudu a napětí v obvodu s diodou a rezistorem. Naměřené hodnoty: Při určité hodnotě napětí proud prudce vzrůstá, v obvodu by mohlo dojít ke zkratu. Proto musí být v obvodu s diodou vždy zařazen rezistor nebo žárovku.

6 Při zapojení diody do obvodu v propustném směru musí mít napětí na diodě určitou hodnotu, aby došlo k jejímu otevření tj. aby jí mohl protékat proud. Propustná oblast Závěrná oblast U p [V] I p [mA] Si Ge I Z [μA] U Z [V] Ge Si Toto napětí závisí na materiálu a na teplotě, nazýváme prahové napětí. Pro křemíkovou diodu je prahové napětí 0,45 V, pro germaniovou 0,19 V. Maximální proud, který může diodou procházet bez jejího zničení, je u běžných malých diod obvykle 0,5 A, existují i diody na desítky A. prahové napětí Zbytkový proud – proud, který prochází diodou v závěrném směru. Bývá velmi malý. Závisí na materiálu a na teplotě (u Si je asi 0,1 μA). Průrazné (maximální závěrné) napětí – maximální napětí, které dioda v opačném směru udrží, aniž by se prorazila. U běžných, křemíkových diod se pohybuje od 50 V do 1500 V. průrazné napětí

7 Značka diody + - A V U = 4,5 V až 6 V R = 50 Ω R = 100 Ω Jestliže krystal polovodiče obsahuje v jedné části polovodič typu P a v druhé části polovodič typu N, pak oblast v okolí rozhraní mezi těmito polovodiči se nazývá přechod PN. Polovodičová dioda je součástka, která obsahuje jeden přechod PN. Připojíme-li ji do obvodu v propustném směru, prochází obvodem proud. Při zapojení diody v závěrném směru proud obvodem neprochází. Voltampérová charakteristika polovodičové diody graficky znázorňuje závislost proudu na napětí. U diody není přímková. Při zapojení diody v propustném směru musí být do obvodu zapojen rezistor. Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 70. Zapojení diody v propustném směru v závěrném směru směr proudu


Stáhnout ppt "Polovodičová dioda (Učebnice strana 66 – 70) As Si As In Si In Zapojíme-li polovodič typu N nebo typu P do obvodu se stejnosměrným elektrickým proudem,"

Podobné prezentace


Reklamy Google