Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/01.0057 Výuková centra © Letohradské soukromé gymnázium o.p.s.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/01.0057 Výuková centra © Letohradské soukromé gymnázium o.p.s."— Transkript prezentace:

1 Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/ Výuková centra © Letohradské soukromé gymnázium o.p.s.

2 El.proud v polovodičích Vlastnosti a struktura polovodičů Vlastní vodivost Termistor a fotorezistor Příměsova vodivost Polovodiče typu N Polovodiče typu P PN přechod Polovodičová dioda Použití polovodičové diody Usměrňovací polovodičové diody Tranzistor Použití tranzistorů

3 Vlastnosti a struktura polovodičů  polovodiče jsou materiály, které se za určitých podmínek chovají jako vodiče, jindy zase jako izolanty  nejpoužívanějším polovodičem je křemík Si, pak prvky IV.skupiny MPTP germanium Ge, uhlík C, selén Se a některé sloučeniny (např. GaAs, GaP)  elektrické vlastnosti polovodičů souvisí mřížky  každý prvek IV.skupiny má čtyři valenční elektrony a tvoří čtyři vazby se sousedními atomy, které jsou pravidelně uspořádány v krystalové mřížce s vlastnostmi jejich krystalové

4 Vlastní vodivost Odpor vodičů silně závisí na teplotě a na osvětlení:  ve tmě a při nízkých teplotách jsou valenční elektrony silně poutány k atomům mřížky a křemík proud nevede  osvětlením a zahřáním se ato- my rozkmitají z vazeb a některé elektrony se uvolní  opustí-li elektron své místo v mřížce, schází na tomto místě záporný náboj  chybějící záporný náboj se navenek projeví jako přebývající kladný náboj, nazývaný „díra“  do kladné „díry“ může přeskočit jiný elektron z mřížky a doplnit chybějící záporný náboj křemíkový krystal  připojením ke zdroji napětí se začnou elektrony přesouvat ke kladnému pólu, díry k zápornému pólu a křemík vede elektrický proud

5 Termistor a fotorezistor  termistory jsou velmi citlivé na změny teploty a používají se jako teplotní čidla pro měření a regulaci teploty ( např.v digitálních a elektronických teploměrech) fotorezistory jsou velmi citlivé na změny osvětlení a používají se jako světelná čidla k měření nebo regulaci osvětlení (např. v expozimetrech fotoaparátů a jako čidla v poplašných zařízeních)  nejjednoduššími polovodič. součástkami jsou termistor a fotorezistor skutečný průměr fotorezistoru je 1 cm 

6 Příměsova vodivost  obohacením polovodiče o nepatrné množství vhodné příměsí se jeho vodivost při pokojové teplotě mnohonásobně zvětší  polovodiče s příměsí prvku s pětivaznými atomy (např. fosforem P, arsenem As, antimonem Sb) označujeme jako polovodiče typu N  zjistilo se, že odpor polovodičů silně závisí i na jejich chemické čistotě polovodiče s příměsí prvku s trojvaznými atomy (např. indiem In, borem B, hliníkem Al) označujeme jako polovodiče typu P 

7 Polovodiče typu N  atom arsenu se zúčastní chemických vazeb v krystalové mřížce čtyřmi elektrony a pátý elektron zůstane volný  křemík s touto příměsí má nadbytek elektronů (s negativním nábojem) a označuje se proto jako polovodič typu N  elektrický proud vedou volné elektrony, říkáme, že polovodič typu N má elektronovou vodivost

8 Polovodiče typu P  atomu india schází pro nasycení vazeb se sousedními atomy jeden elektron  v mřížce vzniká na místě chybějícího elektronu kladná „díra“, kterou může zaplnit elektron z některé jiné vazby a „díra" se v krystalu může přesunout na jeho místo  křemík s touto příměsí má nadbytek kladných „děr“ a ozn. se jako polovodič typu P  elektrický proud vedou „díry“, přemisťující se v krystalu, říkáme, že polovodič typu P má děrovou vodivost

9 PN přechod Vznik PN přechodu aneb hradlové vrstvy :  v oblasti kontaktu polovodiče P a N pronikne část volných elektronů z oblasti N do oblasti P a tam rekombinují s "děrami„  tady se vytvoří mikroskopické oblast bez volných nábojů, a teda s velkým elektrickým odporem, kterou ozn. PN přechod nebo hradlová vrstva PN přechod je základem většiny polovodičových součástek (diod, tranzistorů, LED diod, mikroprocesorů, solárních článků aj.)

10 Polovodičová dioda Diodový jev : Při zapojení diody ke zdroji stejnosměrného napětí se projeví její usměrňovací účinek – při jedné její orientaci diodou proud prochází ( zapojení v tzv. propustném směru), zatímco při opačné orientaci nikoli (zapojení v tzv. závěrném směru)

11 Polovodičová dioda  při zapojení + pólu zdroje ke katodě(N) a - pólu zdroje k anodě (P) se přechod PN rozšíří, elektrický odpor diody se zvětší  elektrický proud diodou téměř neprochází  při zapojení + pólu zdroje k anodě (P) a - pólu zdroje ke katodě (N) se přechod PN v diodě, bránící průchodu částic, zmenší nebo úplně zruší  diodou protéká elektrický proud

12 Použití polovodičové diody  usměrňovací dioda - funguje jako filtr, který ze střídavého proudu filtruje jenom kladnou nebo zápornou složku  fotodioda – součást fotobuněk nebo solárních článků  LED dioda - signalizace průchodu proudu nebo zdroj světla

13 Usměrňovací polovodičové diody jednocestný usměrňovač dvojcestný usměrňovač ~ proud prochází v 1.polovině ~ diodou 1 a 2, v 2.polovině ~ diodou 3 a 4, směr proudu vystupujícího z můstku je stále stejný

14 Tranzistor  tranzistor je polovodičová součástka se dvěma PN přechody  jednotlivé části a zároveň i vývody se nazývají báze, emitor a kolektor  existují dvojího typu: typu NPN a typu PNP Tranzistorový jev: Malé napětí vzbuzuje v obvodu báze proud, který je příčinou vzniku mnohem většího proudu v obvodu kolektorovém. Tranzistor se tzv. otevírá. tranzistor typu PNP kolektor báze emitor tranzistor typu NPN kolektor báze emitor

15 Použití tranzistorů  zesilovač - slabý signál přivedený na bázi je po zesílení odebírán z obvodu kolektoru  spínač - tato funkce je základem integrovaných obvodů, např. v kalkulačkách a v počítačích

16 Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/ Výuková centra © Letohradské soukromé gymnázium o.p.s.


Stáhnout ppt "Projekt č. CZ.1.07/1.1.03/01.0057 Výuková centra © Letohradské soukromé gymnázium o.p.s."

Podobné prezentace


Reklamy Google