Základní škola a Mateřská škola Bílá Třemešná, okres Trutnov

Prezentace na téma: "Základní škola a Mateřská škola Bílá Třemešná, okres Trutnov"— Transkript prezentace:

1 Základní škola a Mateřská škola Bílá Třemešná, okres Trutnov
Škola pro 21. století Autor: Mgr. Petr Tomek Datum/období: podzim 2013 Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Téma sady: Elektrický proud Název: VY_32_INOVACE_Polovodičová dioda a světlo

2 Polovodičová dioda a světlo

3 Opakování - Přechod PN Hradlová vrstva
Obr. 1 Spojíme-li polovodič typu P a typu N vzniká tzv. PN přechod V blízkosti přechodu volné elektrony z části N zaplní díry v části P (rekombinace) a vzniká oblast bez volných nosičů náboje – hradlová vrstva V hradlové vrstvě nejsou žádné volné nosiče náboje – chová se jako izolant

4 Opakování - Zapojení přechodu PN v závěrném směru
Hradlová vrstva se rozšíří Obr. 2 Pohyb elektronů od přechodu Pohyb děr od přechodu Přechod PN zapojíme do obvodu tak, že část typu P připojíme k zápornému pólu zdroje a část typu N připojíme ke kladnému pólu zdroje Volné elektrony (–) z části N budou přitahovány ke kladnému pólu (+) Díry (+) z části P budou přitahovány k zápornému pólu zdroje (–) Hradlová vrstva se rozšíří – chová se jako izolant = obvodem neprochází proud

5 Opakování - Zapojení přechodu PN v propustném směru
Hradlová vrstva se zúží a zanikne Obr. 3 Pohyb elektronů k přechodu Pohyb děr k přechodu Přechod PN zapojíme do obvodu tak, že část typu P připojíme ke kladnému pólu zdroje a část typu N připojíme k zápornému pólu zdroje Volné elektrony (–) z části N budou odpuzovány od záporného pólu zdroje (–) Díry (+) z části P budou odpuzovány od kladného pólu zdroje (+) Hradlová vrstva se zužuje až zaniká – mizí izolační vrstva = obvodem prochází proud

6 Opakování - Polovodičová dioda
Obr. 4 Elektrotechnická součástka obsahující jeden PN přechod = polovodičová dioda Proud prochází pouze při zapojení v propustném směru, při přepólování zdroje (zapojení v závěrném směru) proud neprochází = diodový jev

7 Polovodičová dioda jako jednocestný usměrňovač
Obr. 6 Pokud do obvodu se zdrojem střídavého napětí zapojíme diodu, bude propouštět proud pouze v jednom směru – obvodem prochází kolísavý stejnosměrný (tepavý) proud Proud prochází obvodem jen v polovině periody, druhou půlperiodu proud obvodem neprochází (přicházíme o polovinu energie)

8 Polovodičová dioda jako dvojcestný usměrňovač (Graetzovo zapojení)
Obr. 8 Obr. 7 Pokud do obvodu se zdrojem střídavého napětí zapojíme 4 diody, proud bude propouštět vždy dvojice diod (na obr.8 buď dvojice diod č. 1 a 2, nebo při změně polarity napětí dvojice diod č. 3 a 4) – obvodem prochází kolísavý stejnosměrný proud Proud prochází obvodem v obou půlperiodách (nepřicházíme o žádnou energii) Proudy 

9 LED Obr. 5 LED = Light Emitting Diode = elektroluminiscenční dioda = svítivá dioda V oblasti přechodu PN při zapojení v propustném směru dochází k zaplňování děr volnými elektrony (rekombinace). Při tom se uvolňuje energie ve formě světelného záření. Obr. 11

10 Fotodioda Obr. 11 Obr. 9 V oblasti přechodu PN dochází po osvětlení k tvorbě (generování) děr a volných elektronů Vzniklé částice se rozdělí do opačných částí fotodiody, mezi kterými vzniká napětí a to můžeme využívat Při spojení většího počtu fotočlánků vzniká sluneční článek

11 Typy diod Obr. 11

12 Co jsme se dozvěděli? Jak se dá využít dioda k usměrňování střídavého proudu (jednocestný usměrňovač, dvojcestný usměrňovač) Co je to LED Co je fotodioda

13 Závěrečné opakování Následující test se skládá z 5 uzavřených otázek
Každá otázka nabízí 3 možné odpovědi Právě jedna odpověď je správná Jestli jste odpověděli správně, se dozvíte po kliknutí na odpověď Hodně štěstí …

14 Aby diodou procházel proud, musíme její část typu N připojit:
ke kladnému pólu zdroje k libovolnému pólu zdroje k zápornému pólu zdroje

15 Když je polovodičová dioda zapojena svou částí typu P k zápornému pólu zdroje jedná se o zapojení:
v propustném směru v závěrném směru v usměrňovacím směru

16 Diody, které vydávají světlo se nazývají:
DEL EDL LED

17 Do které části fotodiody musí dopadat světelné paprsky, aby v ní vznikalo napětí:
do oblasti přechodu PN do části typu N do části typu P

18 Dvojcestný usměrňovač v Graetzově zapojení využívá:
2 diody 4 diody 1 diodu

19 Použité zdroje Použitá literatura:
RAUNER, Karel; HAVEL, Václav; RANDA, Miroslav. Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2007, ISBN RAUNER, Karel; HAVEL, Václav; RANDA, Miroslav. Fyzika 9 pracovní sešit pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2007, ISBN Jiné zdroje: Obr. 1,2,3 – AUTOR NEUVEDEN. cez.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Obr. 4,8 – AUTOR NEUVEDEN. cs.wikipedia.org [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Obr. 5 – AUTOR NEUVEDEN. cs.wikipedia.org [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Obr. 6,7 – AUTOR NEUVEDEN. cs.wikipedia.org [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Obr. 9 – AUTOR NEUVEDEN. cs.wikipedia.org [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Obr. 10 – AUTOR NEUVEDEN. ekobydleni.eu [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Obr. 11 – AUTOR NEUVEDEN. fosilum.si [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Obr. 12 – AUTOR NEUVEDEN. engineersgarage.com [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: zdroj obrázků: