Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0713 Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit Předmět, ročník: Fyzika, 2. ročník Název sady vzdělávacích materiálů: Mechanické kmitání, vlnění. Elektromagnetické vlnění. Sada číslo: ICT-32A Pořadové číslo vzdělávacího materiálu: 16 Označení vzdělávacího materiálu: VY_32_INOVACE_ICT-32A-16 Téma vzdělávacího materiálu: Polovodiče - úvod Druh učebního materiálu: Prezentace Autor: Mgr. Jana Montágová Anotace: Prezentace se zaměřuje na procvičení učiva o vzniku elektromagnetického vlnění. Při práci lze používat kalkulátor, MFCH tabulky. Metodické poznámky: Materiál je vhodný pro tříleté učební obory Datum vytvoření: 20. 1. 2013 Ověření ve výuce: 22. 1. 2013
Polovodiče - úvod
Rozdělení materiálů z hlediska elektrických vlastností Vodiče Polovodiče Nevodiče výborně vedou elektrický proud jejich vodivost závisí na vnějším působení elektrický proud nevedou, jsou to izolanty kovy Cu, Al, Ag a jiné prvky Si, Ge (Křemík, Germanium) sklo, keramika, umělé hmoty, papír a jiné
V první polovině 20. století byly vyrobeny první polovodičové součástky: selenový fotorezistor, hrotová dioda, germaniová dioda, germaniový tranzistor. Na začátku druhé poloviny 20. století pak byl vyroben křemíkový tranzistor. Následoval prudký rozvoj integrovaných obvodů, které mohou obsahovat v současnosti i více než 100 milionů tranzistorů.
U polovodičů rozlišujeme: Elektrické vlastnosti polovodičů jsou závislé na vnějších podmínkách jako je teplota, tlak, magnetické nebo elektrické pole. Mezi polovodiče patří celá řada prvků a sloučenin. Nejčastěji se využívají prvky křemík Si a germanium Ge. U polovodičů rozlišujeme: vodivost vlastní vodivost příměsovou.
Část periodické tabulky prvků Skupiny II III IV V VI VII VIII Be B C N O Al Si P S Cl Ca Ge As Se Br In Sn Sb Te J Xe Pb Bi Po At Periody Prvky s vlastností polovodiče
K uvolnění elektronů dojde např. působením tepla nebo světla. Vlastní vodivost K uvolnění elektronů dojde např. působením tepla nebo světla. Obr. 1. Germanium Neobsazené místo Atom a jeho elektrony Volné elektrony
Příměsová vodivost N Obr. 2. Germanium 4 elektrony Fosfor 5 elektronů
Příměsová vodivost P Obr. 3. Germanium Bor 3 elektrony Neobsazené místo
Tam, kde na sebe navazují oblasti typu P a N, vznikne přechodová vrstva, přechod PN, který plní funkci diody. Připojením vnějšího napětí dojde k polarizaci v závěrném nebo propustném směru. Obr. 4. Dioda polarizovaná v závěrném směru, elektrický proud neprochází Dioda polarizovaná v propustném směru, elektrický proud prochází
Schematické značky tranzistorů Složením tří vrstev lze vytvořit struktury PNP nebo NPN, které se nazývají tranzistor. Obr. 5. Emitor Kolektor Emitor Kolektor Báze Báze C C B B E E Schematické značky tranzistorů
Elektronické součástky aktivní pasivní zesilují, ovládají nebo spínají elektrický signál snímají hodnoty, mění nebo nastavují parametry elektronických zařízení tranzistory, tyristory, triaky, tranzistory řízené polem rezistory, kondenzátory, induktory
Tranzistor patří do skupiny aktivních elektronických součástek. Dioda, rezistor, kondenzátor a induktor patří do skupiny pasivních součástek.
Spojováním součástek vznikají elektronická zařízení, která mohou mít libovolné funkce, například zesilovač signálu. Obr. 6.
Jmenujte druhy materiálů z hlediska vodivosti. Uveďte alespoň dva zástupce polovodivých prvků. Jmenujte alespoň čtyři elektronické součástky, dále uveďte dva základní typy elektronických součástek. Nakreslete schématické značky pro PNP tranzistor a NPN tranzistor. Popiš integrovaný obvod.
Seznam zdrojů Seznam literatury Obrázky a animace SMETANA, C. Praktická elektroakustika. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1981. BROŽ, J. Fyzikální a matematické tabulky. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1980. KARJAKIN, N., SODOMKA, L. Přehled fyziky. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1970. VYSKOČIL, V., SMEJKAL, E. Fyzika pro střední odborné školy pro pracující. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1982. ŘEŠÁTKO, M., VOLF, I. Fyzika A pro SOU 1. díl, Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984. ŘEŠÁTKO, M., HLAVIČKA, A. Fyzika A pro SOU 2. díl, Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984. BEDNAŘÍK, M., SVOBODA, E., KUNZOVÁ, V. Fyzika II pro studijní obory SOU, Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1986. MARVÁNEK, L. Radiotechnika v otázkách a odpovědích, Praha: Naše vojsko, 1971. MIKLASOVÁ, V. Přehled fyziky pro tříleté obory SOU technického směru. Opava: SOU stavební. Obrázky a animace Obr. 1. - obr. 3.: MONTÁGOVÁ, J. Vlastní a příměsová vodivost. Obr. 4. - obr. 5.: MONTÁGOVÁ, J. Schéma diody a tranzistoru. Obr. 6.: SMETANA, C. Praktická elektroakustika. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1981.
Děkuji za pozornost.