PN přechod Autor: Mgr. Marcela Vonderčíková Fyzika: 9. ročník

Prezentace na téma: "PN přechod Autor: Mgr. Marcela Vonderčíková Fyzika: 9. ročník"— Transkript prezentace:

1 PN přechod Autor: Mgr. Marcela Vonderčíková Fyzika: 9. ročník
Jubilejní Masarykova základní škola a mateřská škola Sedliště

2 PN přechod Elektrárny vyrábí a dodávají do rozvodné sítě proud střídavý, který má mnoho výhod. Hlavní výhodou je možnost transformace. Většina elektronických přístrojů a zařízení však ke své činnosti potřebuje stejnosměrný proud. Potřebujeme proto zařízení, které dovede střídavý proud přeměnit na stejnosměrný, potřebujeme jej tedy usměrnit. V monokrystalu křemíku nebo germania lze několika způsoby dosáhnout toho, že jsou v něm oblasti s oběma typy polovodiče. Styková plocha mezi dvěma druhy polovodičů se nazývá PN přechod.

3 Díry procházejí do polovodiče N, elektrony do polovodiče P.
Ve všech případech, ve kterých se stýkají oblasti s různou koncentrací rozdílných částic, dochází k difuzi. Díry procházejí do polovodiče N, elektrony do polovodiče P. Kdyby nositelé neměli elektrický náboj, koncentrace by se vyrovnaly. Protože jsou ale nosiče elektricky nabité částice, difunduje jen malý počet. Polovodič N se nabije kladně, polovodič P záporně. Vzniká napětí (difúzní napětí), které působí proti další difúzi. Toto napětí nelze jednoduše změřit, je tvořeno náboji vázanými na PN přechod. PN přechod bez napětí

4 Vnější napětí připojené se stejnou polaritou jako má difúzní napětí působí na volné nosiče tak, že kladná polarita vnějšího napětí u polovodiče N přitahuje elektrony a záporná polarita vnějšího napětí u polovodiče P přitahuje díry. Tak dojde ke zvětšení vyprázdněné oblasti a tím ke zvětšení napětí tvořeného pevnými ionty odpuzujícího volné nosiče z oblasti přechodu. PN přechod v závěrném směru Vnější napětí připojené s opačnou polaritou než má difúzní napětí působí na volné nosiče tak, že kladná polarita vnějšího napětí u polovodiče P odpuzuje díry a záporná polarita vnějšího napětí u polovodiče N odpuzuje elektrony a tlačí je směrem k přechodu. Tak dojde ke zmenšení vyprázdněné oblasti a pokud má vnější napětí větší hodnotu než difúzní napětí, tak vyprázdněná oblast vymizí a proud vnějšího obvodu může volně protékat polovodičovým přechodem. PN přechod v propustném směru

5 Polovodičové diody se vyrábějí pro různě velké proudy.
Ve schématech se dioda kreslí pomocí této značky : Obvody s diodami, které mají za úkol změnit střídavý proud na stejnosměrný, se nazývají usměrňovače. Jednocestný usměrňovač Dvoucestný usměrňovač nazývaný někdy také jako Graetzův můstek

6 PN přechod propouští proud jenom v jednom směru.
Když na něj připojíme střídavé napětí, bude proud procházet jen když je na polovodiči typu P kladný pól. Říkáme, že přechod PN usměrňuje proud. Součástka, která slouží k usměrňování proudu, se nazývá dioda. Dříve byly diody konstruovány na základě různých fyzikálních jevů. Vakuová dioda, používaná před padesáti lety, byla založena na tom, že z rozžhaveného kovu vylétají elektrony.

7 Typy diod Selénový článek – předchůdce polovodičové diody
Vakuová dioda Výkonové diody mohou mít i chladič

8 Použité zdroje: Učebnice Fyziky 9 pro základní školy a víceletá gymnázia - FRAUS