POLOVODIČE SVĚT ELEKTRONIKY.

Prezentace na téma: "POLOVODIČE SVĚT ELEKTRONIKY."— Transkript prezentace:

1 POLOVODIČE SVĚT ELEKTRONIKY

2 CO JSOU TO VLASTNĚ POLOVODIČE?
ZNÁME JIŽ POJEM VODIČ A NEVODIČ POLOVODIČ JE TEDY MATERIÁL, KTERÝ JE JAK VODIČEM TAK NEVODIČEM POLOVODIČE SE NĚKDY CHOVAJÍ JAKO VODIČE A NĚKDY NAOPAK JAKO NEVODIČE

3 NA ČEM TO VŠE ZÁVISÍ U VĚTŠINY POLOVODIČŮ JE JEJICH STAV ZÁVISLÝ NA JEJICH TEPLOTĚ U NORMÁLNÍCH VODIČŮ JE TOMU TAK, ŽE S ROSTOUCÍ TEPLOTOU ROSTE JEJICH ODPOR, ČILI KLESÁ JEJICH VODIVOST U POLOVODIČŮ ALE NAOPAK S ROSTOUCÍ TEPLOTOU ODPOR KLESÁ

4 JAK TOHO VYUŽÍT MÁME PŘÍMO SOUČÁSTKY, KTERÉ TOHO VYUŽÍVAJÍ
ŘÍKÁME JIM TERMISTORY LZE JE VYUŽÍT K MĚŘENÍ TEPLOTY, KTERÁ SE VYPOČÍTÁ Z JEJICH ODPORU LZE JE TAKÉ VYUŽÍT JAKO POŽÁRNÍHO DETEKTORU

5 NA ČEM TO JEŠTĚ ZÁVISÍ? KROMĚ TEPLOTY MŮŽE ZÁVISET VODIVOST POLOVODIČŮ I NA SVĚTELNÉM OSVĚTLENÍ ČÍM JE JEJICH OSVĚTLENÍ VĚTŠÍ, TÍM LÉPE VEDOU PROUD PROTO JE LZE VYUŽÍT NAPŘÍKLAD JAKO AUTOMATICKÉ SPÍNAČE NA NOČNÍ OSVĚTLENÍ, APOD. TYTO SOUČÁSTKY SE NAZÝVAJÍ FOTOREZISTORY

6 SOUČÁSTKY TERMISTOR ZNAČKA FOTOREZISTOR t

7 TYPY VODIVOSTI VODIVOST U POLOVODIČŮ ROZDĚLUJME NA DVA TYPY
1) VLASTNÍ VODIVOST 2) PŘÍMĚSOVÁ VODIVOST

8 CO ZAJIŠŤUJE VODIVOST POLOVODIČŮ?
STEJNĚ JAKO U JINÝCH LÁTEK JSOU TO VOLNÉ NOSIČE NÁBOJE ZDE JSOU TO OPĚT VOLNÉ ELEKTRONY, ALE KROMĚ NICH, ČILI ZÁPORNÝCH NOSIČŮ, JSOU ZDE I KLADNÉ TY SE NAZÝVAJÍ KLADNÉ DÍRY

9 VLASTNÍ POLOVODIČE VLASTNÍ POLOVODIČE JSOU TVOŘENY POUZE JEDNOU LÁTKOU
JE TO NAPŘÍKLAD ČISTÝ KŘEMÍK ČISTÝ KŘEMÍK JE NA VENEK NEUTRÁLNÍ PROTO JE V NĚM VŽDY STEJNÝ POČET VOLNÝCH ELEKTRONŮ JAKO DĚR JEJICH POČET OVLIVŇUJE HLAVNĚ TEPLOTA

10 DEMONSTRAČNÍ OBRÁZEK KLADNÁ DÍRA ELEKTRON KŘEMÍK

11 JAK TO TEDY FUNGUJE? S ROSTOUCÍ TEPLOTOU SE ZRYCHLUJE POHYB ČÁSTIC
KDYŽ JE JIŽ DOSTATEČNĚ VELIKÝ, MŮŽE DOJÍT K ROZTRŽENÍ VAZBY POTÉ SE VŽDY UVOLNÍ 2 ELEKTRONY A VZNIKNOU I DVĚ DÍRY TYTO ELEKTRONY SE VOLNĚ POHYBUJÍ A MOHOU VÉST ELEKTRICKÝ PROUD

12 PŘÍMĚSOVÉ POLOVODIČE ROVNĚŽ ZDE SE PROJEVUJE VLASTNÍ VODIVOST
ABY BYL ALE JEV SILNĚJŠÍ, DODÁVÁ SE DO KRYSTALŮ PŘÍMĚS TA JE TVOŘENA ATOMY JINÉHO PRVKU, NEŽLI JE MATERIÁL VLASTNÍHO POLOVODIČE TATO PŘÍMĚS MÁ VŽDY JINÝ POČET VALENČNÍCH ELEKTRONŮ NEŽ HLAVNÍ PRVEK

13 TYPY PŘÍMĚSOVÝCH POLOVODIČŮ
1) POLOVODIČE TYPU P P ZNAMENÁ POZITIVNÍ PŘÍMĚS JE ZDE TROJVAZNÁ TJ. MÁ TŘI VALENČNÍ ELEKTRONY 2) POLOVODIČE TYPU N N ZNAMENÁ NEGATIVNÍ PŘÍMĚS JE PĚTIVAZNÁ TJ. MÁ PĚT VALENČNÍCH ELEKTRONŮ

14 POLOVODIČE TYPU P POLOVODIČ TYPU P JE POZITIVNÍ
PROTO PŘEVLÁDAJÍ KLADNÉ NOSIČE NÁBOJE KDE SE BEROU? DÍKY TROJVAZNÉ PŘÍMĚSI VZNIKÁ NA MÍSTĚ KDE BYL DŘÍVE VAZEBNÝ ELEKTRON OD PŮVODNÍHO PRVKU KLADNÁ DÍRA PŘÍMĚS: B, In, Ga

15 POLOVODIČE TYPU N POLOVODIČE TYPU N JSOU NEGATIVNÍ
PROTO PŘEVLÁDAJÍ VOLNÉ ELEKTRONY PŘÍMĚS JE TEDY PĚTIVAZNÁ, A PROTO Z JEDNOHO ATOMU PŘÍMĚSI VŽDY VZNIKÁ JEDEN VOLNÝ ELEKTRON PŘÍMĚS: P,…

16 JEVY NA PŘECHODU P-N SAMOTNÝ POLOVODIČ JEDNOHO NEBO DRUHÉHO TYPU NEMÁ TAKOVÝ VÝZNAM VŠE DŮLEŽITÉ SE DĚJE, AŽ KDYŽ DÁME K SOBĚ KUS POLOVODIČE TYPU P A POLOVODIČE TYPU N MÍSTU, KDE SE DOTÝKAJÍ ŘÍKÁME P-N PŘECHOD

17 K ČEMU DOCHÁZÍ NA PŘECHODU P-N?
V P POLOVODIČI PŘEVLÁDAJÍ KLADNÉ DÍRY A V N VOLNÉ ELEKTRONY KDYŽ JE DÁME K SOBĚ, ZAČNOU SE VOLNÉ ELEKTRONY Z N PŘESUNOVAT DO P A TÍM VZNIKÁ TAKZVANÁ HRADLOVÁ VRSTVA TA POTÉ BRÁNÍ DALŠÍMU PRONIKÁNÍ VOLNÝCH ELEKTRONŮ Z N DO P

18 HRADLOVÁ VRSTVA PŘI PŘECHODU VOLNÝCH ELEKTRONŮ SE V OBLASTI P-N PŘECHODU VYTVOŘÍ NA JEDNÉ STRANĚ ZÁPORNĚ NABITÁ VRSTVA A NA DRUHÉ KLADNÁ TA POTÉ BRÁNÍ DALŠÍMU PRONIKÁNÍ VOLNÝCH ELEKTRONŮ

19 POLOVODIČOVÁ DIODA SPOJENÍM JEDNOHO KUSU POLOVODIČE TYPU P A JEDNOHO KUSU POLOVODIČE TYPU N DOSTANEME DIODU DIODA JE TEDY POLOVODIČOVÁ SOUČÁSTKA S JEDNÍM P-N PŘECHODEM DIODA MÁ ŠIROKÉ VYUŽITÍ

20 ZAPOJOVÁNÍ DIODY DO OBVODU
MÁME DVA DRUHY ZAPOJENÍ 1) ZAPOJENÍ V PROPUSTNÉM SMĚRU 2) ZAPOJENÍ V ZÁVĚRNÉM SMĚRU ZNAČKA DIODY: anoda-P katoda-N

21 PROPUSTNÝ SMĚR ZAPOJÍME-LI NA ANODU(P) KLADNOU SVORKU ZDROJE, ZANIKÁ ELEKTRICKOU SILOU VNĚJŠÍHO ZDROJE HRADLOVÁ VRSTVA A PROUD DIODOU NORMÁLNĚ PROTÉKÁ

22 ZÁVĚRNÝ SMĚR ZAPOJÍME-LI NA ANODU(P) ZÁPORNOU SVORKU ZDROJE, ZVĚTŠUJE SE ELEKTRICKOU SILOU VNĚJŠÍHO ZDROJE HRADLOVÁ VRSTVA A PROUD DIODOU JIŽ VŮBEC NEPROTÉKÁ

23 VYUŽITÍ DIOD JAK UŽ JSME ŘÍKALI, VYUŽITÍ JE ŠIROKÉ
NEJČASTĚJI JE VYUŽÍVÁME PRO USMĚRNĚNÍ PROUDU DRUHÉ DŮLEŽITÉ VYUŽITÍ MAJÍ TY, KTERÉ OZNAČUJEME LED DIODY TO JSOU TZV. SVÍTIVÉ DIODY POUŽITÍ V ELEKTRONICE JAKO KONTROLKY

24 USMĚRŇOVÁNÍ PROUDU JAK JIŽ VÍME, STŘÍDAVÝ PROUD MĚNÍ SVŮJ SMĚR
NĚKTERÉ PŘÍSTROJE ALE POTŘEBUJÍ PROUD STEJNOSMĚRNÝ PROTOŽE DIODY PROPOUŠTĚJÍ JEN JEDEN SMĚR PROUDU, JEJICH ZAŘAZENÍM DO OBVODŮ TEČE PROUD JEN JEDNÍM SMĚREM

25 FOTODIODA JE TO POLOVODIČOVÁ SOUČÁSTKA, KTERÁ DOKÁŽE ZE SLUNEČNÍ ENERGIE VYTVÁŘET ENERGII ELEKTRICKOU DNES JE TEDY SNAHA TENTO ZPŮSOB VÝROBY „ELEKTŘINY“ VYUŽÍVAT CO MOŽNÁ NEJVÍCE

26 SOUČÁSTKY S VÍCE P-N PŘECHODY
TAKOVÝCH SOUČÁSTEK JE OPĚT VELKÉ MNOŽSTVÍ NEJČASTĚJI JSOU TO ALE TZV. TRANZISTORY TY UMĚJÍ VELMI VÝRAZNĚ MĚNIT HODNOTY PROUDU A NAPĚTÍ MAJÍ VELMI MALÉ ROZMĚRY MAJÍ 3 ČÁSTI: KOLEKTOR, EMITOR A BÁZI