PRVKY ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ POLOVODIČOVÉ DIODY Ing. Petr Hanáček www.zlinskedumy.cz

Anotace Seznámení s polovodičovou diodou, s jejím značením, parametry a zapojením v elektrickém obvodu. Autor Ing. Petr Hanáček (Autor) Jazyk Čeština Očekávaný výstup 78–42-M/01 Technické lyceum Speciální vzdělávací potřeby - žádné - Klíčová slova Propustný směr, závěrný směr, anoda, katoda, ztrátový výkon Druh učebního materiálu Prezentace Druh interaktivity Kombinované Cílová skupina Žák Stupeň a typ vzdělávání odborné vzdělávání Typická věková skupina 16 - 19 let Vazby na ostatní materiály Je součástí studijních materiálů pro výuku předmětu Technická fyzika 3. ročník

Polovodičová dioda Je to elektronická dvojpólová součástka využívající ke své činnosti vlastností přechodu PN. Přechod PN vykazuje usměrňující vlastnosti. Schematická značka: A Anoda P A K Kadoda N K

Usměrňující účinek diody Usměrňující účinek polovodičové diody je základní vlastností diody. Dioda jedním směrem proud vede a druhým nevede. Zapojení v propustném směru Zapojení v závěrném směru IA - + U U - + IR

Voltampérová charakteristika diody Je to závislost stejnosměrného proudu IA procházející diodou na stejnosměrném napětí UAK, které působí mezi její anodou a katodou. Voltampérová charakteristika (VACH) udává základní informace o vlastnostech diody. Zapojení pro měření VA charakteristiky: IA A V UAK Nastavitelný stejnosměrný napěťový zdroj

Voltampérová charakteristika diody IA (mA) Propustný směr UBR UTO UAK (V) Závěrný směr Měřítka na osách jsou rozdílná pro propustný a závěrný směr

Významné body na VACH diody Prahové napětí UTO - odpovídá difúznímu napětí na přechodu a závisí na materiálu a na teplotě. Průrazné napětí UBR – je to napětí v závěrném směru, při němž dojde k prudkému nárůstu proudu. Při tomto napětí dochází k vytrhávání elektronů z vazeb mezi atomy a dochází k ionizaci krystalové mřížky. Tato ionizace může být nedestruktivní (po zmenšení napětí dojde k rekombinaci a k obnovení funkce diody) nebo může dojít k nevratným změnám v krystalové mřížce – ke zničení diody.

Ztrátový výkon diody Je to výkon, který se při průchodu proudu mění v diodě na teplo. Pa = UAK IA Vlivem ztrátového výkonu se dioda ohřívá a aby nedošlo poškození diody nesmí teplota přechodu překročit určitou teplotu ( pro Ge +100°C, Si +200°C). Ztrátový výkon je závislý na odvádění tepla z diody do okolí. Pokud použijeme u diody chladiče, může být výkon vyšší.

Kapacita diody Na přechodu PN vzniká vyprázdněná oblast, která se chová jako izolační vrstva oddělující navzájem část P od části N. Dioda připomíná deskový kondenzátor, jehož elektrody jsou od sebe vzdáleny o tloušťku vyprázdněné oblasti (asi 1µm). Kapacita závisí na materiálu polovodiče, relativní permitivita křemíku je 12, germania je 16. Pokud přiložíme vnější napětí kapacita diody se mění, protože se mění šířka vyprázdněné oblasti.

CITACE: MAŤÁTKO, J. Elektronika. Praha: IDEA servis, 1987, 271 s. ISBN 80-859-7020-1. BLAHOVEC, Antonín. Elektrotechnika I. Vyd. 1. Praha: Informatorium, 1995, 191 s. ISBN 80-854-2772-9.