ELEKTRONIKA www.zlinskedumy.cz Název školy Střední odborná škola a Gymnázium Staré Město Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.1007 Autor Ing. Ivana Brhelová Název šablony III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMu Elektronika Stupeň a typ vzdělávání Střední odborná škola s maturitou Vzdělávací oblast Fyzika Vzdělávací obor 63-41-M/01 Tematický okruh Elektřina a magnetizmus Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 1. ročník Anotace Žáci získají nové znalosti z fyziky a naučí se orientovat v elektronice. Vybavení, pomůcky - Klíčová slova Elektronika, elektronky, polovodičová dioda, propustný směr, nepropustný směr. Datum 17. 04. 2014 www.zlinskedumy.cz
ELEKTRONIKA Elektronika je oblast založená na využívání pohybu elektronů, popř. jiných nabitých částic. Elektronické přístroje slouží nejčastěji ke zpracování informace, přenosu zpráv, hudby, obrazu, k výpočtům, automatickému ovládání zařízení na Zemi i v kosmu apod. Počátky elektroniky jsou spojeny s objevem katodových paprsků koncem 19. století.
ELEKTRONKY Vakuové trubice se zatavenými elektrodami, v nichž se pohybuje svazek elektronů, nazýváme elektronky. První katodovou trubici vynalezl v roce 1897 německý univerzitní profesor Carl Ferdinand Braun, obr. č. 1.
OBRAZOVKA Dnes se nejčastěji setkáváme s elektronkou v podobě obrazovky, obr. č. 2. Elektrony uvolňované z katody K procházejí řídicí elektronkou W, mezi dvěma anodami A 1 , A 2 , jejich směr je ovládán vychylovacími destičkami D 1 , D 2 a nakonec dopadají na stínítko S a vyvolávají světélkování (G je grafitový povlak).
POLOVODIČOVÁ DIODA Termín dioda původně znamenal elektronka s dvěma elektrodami, v současnosti se jedná prakticky pouze o polovodičovou součástku. Dioda je elektronická součástka se dvěma elektrodami, obr. č. 3. Každá dioda má dva pracovní vývody, které se nazývají katoda a anoda.
PN PŘECHOD Největší využití v elektronice má přechod PN. Nazývá se tak oblast styku dvou polovodičů s opačným typem vodivosti. Přechod PN má tu vlastnost, že v jednom směru jím proud může procházet, zatímco v opačném směru nikoliv.
DIODOVÝ JEV Bez zdroje napětí: 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 (na obrázku vyznačena šedou barvou), obr. č. 4.
DIODOVÝ JEV Závěrný směr: Připojíme-li k polovodiči P záporný pól a k polovodiči N kladný pól zdroje, oblast bez volných nábojů se rozšíří, její odpor vzroste a elektrický proud přechodem PN nemůže procházet. Nevodivé oblasti bez volných nábojů říkáme hradlová vrstva, obr. č. 5.
DIODOVÝ JEV Propustný směr: Zaměníme-li polaritu zdroje, přecházejí volné elektrony přes přechod PN ke kladnému pólu a "díry" jsou přitahovány k zápornému pólu. Nastane zúžení hradlové vrstvy a zmenšení jejího odporu. Takto zapojeným přechodem PN proud prochází, obr. č. 6.
DIODA Voltampérová charakteristika, obr. č. 7. Diody, obr. č. 8.
Použité zdroje: ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2001, 263 s. ISBN 978-80-7196-223-6. LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy. 5. přeprac. vyd. Praha: Prometheus, 2012, 253 s. Učebnice pro střední školy (Prometheus). ISBN 978-807-1964-285. Obrázek č. 1: Wikipedie [online]. 2014 [cit. 2014-04-17]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Karl_Ferdinand_Braun Obrázek č. 2: Dostupné z: ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2001, 263 s, obr. s. 148. ISBN 978-80-7196-223-6. [cit. 2014-04-17] Obrázek č. 3: Wikipedie [online]. 2014 [cit. 2014-04-17]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Dioda Obrázek č. 4, 5, 6: Dostupné z: http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/fyz9.htm. [cit. 2014-04-17]. Obrázek č. 7: Wikipedie [online]. 2014 [cit. 2014-04-17]. Dostupné z: http://sl.wikipedia.org/wiki/Dioda. Obrázek č. 8: Wikipedie [online]. 2014 [cit. 2014-04-17]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/LED