KDE SE VŠUDE MOHU SETKAT S POLOVODIČI V DENNÍM ŽIVOTĚ A KTERÝ TECHNICKÝ VÝROBEK, TVOŘEN POLOVODIČI, MÁM NEJRADĚJI A PROČ autor: Marcela Pešková.

Prezentace na téma: "KDE SE VŠUDE MOHU SETKAT S POLOVODIČI V DENNÍM ŽIVOTĚ A KTERÝ TECHNICKÝ VÝROBEK, TVOŘEN POLOVODIČI, MÁM NEJRADĚJI A PROČ autor: Marcela Pešková."— Transkript prezentace:

1 KDE SE VŠUDE MOHU SETKAT S POLOVODIČI V DENNÍM ŽIVOTĚ A KTERÝ TECHNICKÝ VÝROBEK, TVOŘEN POLOVODIČI, MÁM NEJRADĚJI A PROČ autor: Marcela Pešková

2 Co to vlastně je ten POLOVODIČ?
Polovodič je pevná látka, jejíž elektrická vodivost závisí na vnějších nebo vnitřních podmínkách, a dá se změnou těchto podmínek snadno ovlivnit. Změna vnějších podmínek znamená dodání některého z druhů energie – nejčastěji tepelné nebo světelné, změnu vnitřních podmínek představuje příměs jiného prvku v polovodiči. Mezi polovodiče patří prvky křemík, germanium, selen, sloučeniny arsenid galia GaAs, sulfid olovnatý PbS aj. Většina polovodičů jsou krystalické látky, existují však také polovodiče amorfní.

3 Polovodičová součástka – atomové hodiny

4 VODIVOST POLOVODIČE Čisté polovodičové prvky (např. křemíK či germanium) mají při teplotě absolutní nuly (-273,15 °C) valenční elektrony pevně vázány ve valenční vrstvě – ustává tepelný vířivý pohyb atomů a krystal se chová jako izolant (má téměř nekonečný elektrický odpor, resp. nulovou elektrickou vodivost). Dodáme-li tomuto krystalu energii formou záření (tepla, světla), atomy začnou tepelně kmitat, dojde k porušení některých kovalentních vazeb - některé valenční elektrony, které byly předtím pevně vázány, získají dostatek energie k překonání zakázaného pásu a přeskočí z valenčního pásu do vodivostního a budou se neuspořádaně pohybovat prostorem krystalové mřížky (mezi atomy). Na takto „postiženém“ místě, kde vyskočil valenční elektron z vazby, vznikl nedostatek záporného náboje (přebytek kladného náboje), kterému říkáme defektní elektron, zkráceně díra. Vznik páru elektron-díra nazýváme generací. Díra a elektron vznikají současně.

5 Při nepřetržitém dodávání energie se bude uvolňovat stále více volných elektronů a vznikat více děr. Krystalem neuspořádaně se pohybující volné elektrony jsou přitahovány dírami. Když se setká volný elektron s dírou, zaniknou a utvoří tak opět pevnou vazbu. Jelikož elektrony přeskakují z díry do díry, jeví se nám toto přeskakování elektrony zároveň i jako pohyb děr. Tento proces se nazývá rekombinací. Takto popsaný děj (generace a rekombinace) se v látce na mnoha místech neustále opakují. Popsaný druh vodivosti podmíněný vznikem volně pohyblivých párů nosičů náboje elektron-díra v důsledku rozbíjení vazeb mezi atomy čistého polovodiče, nazýváme vlastní (intrinzická) vodivost polovodiče.

6 Polovodič typu N Přidáme-li do čistého čtyřmocného křemíku pětimocný prvek (fosfor, arsen nebo antimon) vznikne nám polovodič typu N. Prvku příměsi, který má o jeden elektron více, říkáme donor (dárce – daruje elektron). Obecně: AIV + BV > Čtyři valenční elektrony arsenu se naváží se sousedními atomy křemíku, ale jeden elektron partnera nenajde, proto se může velmi snadno uvolnit z vazby s vlastním atomem a pohybovat se prostorem krystalové mřížky. Tyto zbylé volné elektrony dárce zprostředkovávají svým pohybem záporných (negativních) nábojů elektronovou vodivost (nevlastní vodivost typu N). Elektronů, které jsou do polovodiče dodány, je mnohem více, než vlastních nosičů náboje polovodiče a proto jsou většinovými (majoritními) nosiči náboje. Polovodič typu N obsahuje také i díry, ale ty vznikají jako produkt působení teploty, jsou to vlastní nosiče náboje. Jejich množství je závislé na teplotě polovodiče (s rostoucí teplotou roste). Tyto díry jsou v polovodiči menšinovými (minoritními) nosiči náboje. Připojíme-li polovodič typu N ke zdroji napětí, jsou volné elektrony usměrněny elektrickým polem a pohybují se od záporného pólu ke kladnému pólu zdroje.

7

8 Polovodič typu P Budeme-li dotovat čtyřmocný křemík trojmocným prvkem (bór, hliník, gallium nebo indium) vznikne nám polovodič typu P. Prvku příměsi, který má o jeden elektron méně, říkáme akceptor (příjemce – přijme (akceptuje) do své valenční sféry jeden volný elektron uvolněný teplem). Obecně: AIV + BIII > P Při použití trojmocného prvku chybí jeden elektron k tomu, aby se mohla vytvořit kovalentní vazba vytvořená ze čtyř dvojic elektronů. Toto volné místo po chybějícím elektronu se chová jako díra (defektní elektron). Tyto díry cizího atomu způsobují děrovou vodivost polovodiče (nevlastní vodivost typu P). Děr, které jsou do polovodiče dodány, je mnohem více, než vlastních nosičů náboje polovodiče a proto jsou většinovými (majoritními) nosiči náboje. Polovodič typu P obsahuje také i volné elektrony, ale ty vznikají jako produkt působení teploty, jsou to vlastní nosiče náboje. Jejich množství je závislé na teplotě polovodiče (s rostoucí teplotou roste). Tyto elektrony jsou v polovodiči menšinovými (minoritními) nosiči náboje.

9 Volné elektrony, které vznikly tepelným zahřátím vlastního polovodiče, se snaží zaplnit sousední díru akceptoru. Ale při jejich generaci (vzniku) vznikají zároveň i nové díry, které se snaží zaplnit další volné elektrony a tento celý děj se neustále opakuje, což se nám jeví, jako by se pohybovaly díry (odtud děrová vodivost), avšak ve skutečnosti se pohybují volné elektrony, které se snaží díry zaplnit a následně s dírami rekombinují. Pokud na polovodič typu P přiložíme zdroj napětí, volné elektrony budou přeskakovat do děr směrem od záporného pólu zdroje ke kladnému a díry se budou pohybovat od kladného pólu zdroje k zápornému.

10 DIODA co to může být? Jasně nějaké malé anténky….jeden pohled stačí není třeba komentáře Jasně nějaké pidi anténky…stačí aby odborník na to juknul

11 Radši si přečti tohle Dioda je elektronická součástka se dvěma elektrodami. Termín dioda původně znamenal elktronku s dvěma pracovními vývody. Každá dioda má dva pracovní vývody, které se nazývají katoda a anoda. Základní funkcí diody je, že dovoluje tok proudu směrem od anody ke katodě od velmi nízkého napětí, např. Schottkyho dioda 0,3V, křemíková dioda 0,7V. A ve směru opačném, tedy od katody k anodě, proud teče od vyššího napětí, Schottkyho dioda 70V.

12 LED dioda Už je mi to jasné..to je ta dioda, ale pěkně u ledu, aby měla delší trvanlivost

13 S Tebou to nemám lehký hochu
Svítivá dioda. Rekombinace v oblasti přechodu P-N při průchodu proudu v propustném směru způsobují vydávání světelného záření To je značka

14 Lepší když to vidíš ne?

15 TRANZISTOR To znám!!! Tranzistor je polovodičová součástka, kterou tvoří dvojice přechodů PN. Jedná se v podstatě o spojení dvou polovodičových diod v jedné součástce, většinu vlastností tranzistoru však dvojicí diod nahradit nelze. Tranzistor je základem všech dnešních integrovanýcH obvodů, jako např. procesorů, pamětí atd.

16 To se přiznám, tohle neznám.

17 TERMISTOR Pohoda. Vím o co GO.

18 Termistor je elektrotechnická součástka, jejíž elektrický odpor je závislý na teplotě.
Rozlišujeme dva druhy termistorů - NTC a PTC termistor. NTC (někdy označovaný jako negistor) je termistor s negativním teplotním koeficientem, což znamená, že se zahřátím součástky odpor klesá. U PTC (někdy označovaný jako pozistor) termistoru se zahřátím odpor roste. NTC termistor se používá také jako teplotní čidlo (k měření teploty) - musíme znát VA charakteristiku termistoru. Měření se realizuje tzv. můstkovou výchylkovou metodou (lze měřit až s přesností 10-5 K). Vůbec Ti nerozumím. Musíš se vyjadřovat precizněji Stejně Ti to nepomůže

19 FOTOREZISTOR Fotorezistor (dříve označován jako fotoodpor) je pasivní elektrotechnická součástka, jejíž elektrický odpor se snižuje se zvyšující se intenzitou dopadajícího světla, resp. elektrická vodivost se zvyšuje.

20 FOTODIODA Fotodioda je plošná polovodičová dioda konstrukčně upravená tak, aby do oblasti PN přechodu pronikalo světlo. Není-li přechod osvětlen, má voltampérová charakteristika stejný průběh, jako charakteristika běžné diody. Vliv osvětlení přechodu můžeme sledovat v polarizaci diody v závěrném směru, kdy dochází k lineárnímu růstu anodového proudu (anoda) při rovnoměrném zvětšování osvětlení. Dioda se tedy chová jako pasivní součástka, jejíž elektrický odpor v závěrném směru je závislý na osvětlení. Fotodioda reaguje na změny osvětlení velmi rychle, řádově 10-6–10-9 s. Zajímavé..ale nevim co to je..radši se zeptám

21 Co to sakra je? Na internetu bude určo vysvětlení…

22 VÝSLEDEK HLEDÁNÍ: Integrovaný obvod (IO) je moderní elektronická součástka. Jedná se o spojení (integraci) mnoha jednoduchých elektrických součástek, které společně tvoří elektrický obvod vykonávající nějakou složitější funkci. Integrované obvody dělíme na monolitické a hybridní. V Československu se mezi profesionály i amatéry vžil zajímavý termín pro integrovaný obvod a to slovo je „šváb“. Integrovaný obvod (IO) je moderní elektronická součástka. Jedná se o spojení (integraci) mnoha jednoduchých elektrických součástek, které společně tvoří elektrický obvod vykonávající nějakou složitější funkci. Integrované obvody dělíme na monolitické a hybridní. V Československu se mezi profesionály i amatéry vžil zajímavý termín pro integrovaný obvod a to slovo je „šváb“.

23 MÁÁRUŠ! MÁÁRUŠ! MÁM PROBLÉÉÉÉM.
JAKÝ JE ROZDÍL MEZI ANALOGOVÝM A DIGITÁLNÍM SIGNÁLEM. MUSÍM NALADIT ČT4 ZACHVILU JE FOTBAL A TA BEDNA SE SE MNOU NEBAVÍ

24 Signál může být buď spojitý, nebo diskrétní, tedy buď analogový, nebo digitální. Rozdíl mezi nimi je v počtu stavů signálu. Analogový signál má stavů nekonečně a digitální konečně mnoho. Digitální signál je často pouze binárním signálem, přenášené hodnoty jsou jen dvě — nula a jednička. analogové informace analogovým signálem (například rozhlas, televize, telefon, hlas) digitální informace pomoci analogového signálu Nevýhoda prvního druhu přenosu je menší odolnost vůči šumu, zkreslení apod. Pro druhý druh přenosu je třeba převést digitální signál na analogový při vysílání a zpět při přijímání.

25 SILICON VALLEY Tam pojedu na dovču HEČ

26 Silicon Valley (česky Křemíkové údolí) je nejjižnější část sanfranciského pobřeží v Severní Kalifornii ve Spojených státech amerických. Název pochází z roku 1971, kdy v americkém časopise Electronic News začala vycházet týdenní rubrika „Silicon Valley USA“ od Dona Hoeflera o velké koncentraci společností zabývajících se křemíkovými mikročipy a počítači. Samotné Silicon Valley se skládá z 19 sídel. Za hlavní město je povážováno San José s téměř milionem obyvatel. Kdo Ti má furt platit ty výlety?

27 PEPANE, ale já Ti vařim, peru, žehlim..a zadarmo.
A mám Tě moc ráda. Jako polovodiče:D

28 Co třeba takový mobil. Ten je celý z polovodičů
Co třeba takový mobil. Ten je celý z polovodičů. Co by sis bez něj dělal? Bys byl upe v háji, protože ho nutně potřebuješ ke své práci. Pořád chodíš pozdě na schůzky a kdyby ses nemohl omluvit pomocí mobilu,že se zdržíš 10 minut, tak by Ti plno klientu uteklo. A za co bysme jeli do SILICON VALLEY?..Já Ti to ještě neřekla, ale vzala bych Tě sebou. No a počítač. To je hračka pro Tebe. Sice ho používáš i k práci, ale řekněme si to narovinu, spíš si na něm furt hraješ ty svoje hry. Máš ho rád? Máš. Aspoň se po práci můžeš odreagovat. Vlastně když to tak vemu tak polovodiče nám vydělávají prachy. A máme jich dost.

29 No jo já Tě mám taky rád no. i ty polovodiče
No jo já Tě mám taky rád no..i ty polovodiče. Ale bolí to víc moji peněženku než tvoji

30 Dám si šlofíka nějak mě to zmohlo
ZZZZZZZZZZ Stímhle já žiju! KONEC