Polovodiče typu N a P

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Polovodiče typu N a P"

Daniel Bedřich Horák
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Polovodiče typu N a P Autor: Lukáš Polák

2 Polovodičové materiály, vlastnosti křemík arsenid galitý GaAs selenid kademnatý CdSe sulfid kademnatý CdS Elektrické vlastnosti polovodičů závisí na: teplotě osvětlení čistotě látky

3 Křemík Při nízkých teplotách obsahuje velmi málo elektronů uvolněných z vazeb, proto má velký elektrický odpor. Při zvyšování teploty se jeho odpor snižuje

4 Křemík K uvolnění elektronu z vazby je potřeba velká energie. Při nízkých teplotách obsahuje velmi málo elektronů uvolněných z vazeb. velký elektrický odpor Zahřáním získá energii potřebnou k uvolnění elektronu z vazby. Při zvyšování teploty se jeho odpor snižuje.

5 Vznik polovodiče typu N a P Přidáním některých prvků do křemíku ze skupiny III.A nebo V.A

6 Vznik polovodiče typu N a P Přidáním některých prvků do křemíku polovodič N příměsí např. arsenu As vznikají volné elektrony po připojení zdroje napětí způsobí elektrický proud polovodič P příměsí např. india In se polovodič může chovat, jako kdyby byl elektrický proud způsoben kladnými částicemi N negativní, záporný - P pozitivní, kladný +

7 Příměsi v křemíku z V. A skupiny Příměs arsenu As Arsen má v obalu pět elektronů, z nichž se čtyři + As - podílí na vazbě v křemíku. Pátý je vázán slabě a k jeho odtržení od atomu stačí As energie mnohem menší než k uvolnění z vazby. K odtržení elektronu stačí již pokojová teplota a ten se pak může v krystalu volně pohybovat. volný elektron Vedení elektrického proudu je způsobeno volnými elektrony. Polovodič typu N

8 Příměsi v křemíku z III. A skupiny In Příměs india In Indium má v obalu tři elektrony. Ve vazbě se + - sousedními atomy jeden elektron chybí. Vznikne volné místo, které In může zaplnit elektron od sousedního atomu. Tím se volné místo přemístí, volné místo se pohybuje opačně než elektron. díra Vedení elektrického proudu je způsobeno děrami. Polovodič typu P

9 Shrnutí: Krystal křemíku má při nízkých teplotách velký elektrický odpor. Jeho odpor se dá snížit nahrazením několika atomů křemíku atomy jiných vhodných prvků. Vznikne buď polovodič typu N nebo polovodič typu P.

10 Polovodičová dioda Autor: Lukáš Polák

11 Polovodičová dioda Rozměry řádově milimetry.

12 Polovodičová dioda - konstrukce konstrukce schématická značka P N anoda katoda přechod PN anoda katoda Mění se proud procházející diodou při změně polarity zdroje napětí?

13 Propustný směr Diodou prochází proud. Spustit animaci + - A Diodou prochází proud, pokud je zapojena v propustném směru. V tomto zapojení, musí být v obvodu zapojen rezistor. Místo rezistoru a ampérmetru můžeme použít žárovku. Napětí vyznačené na žárovka by mělo odpovídat napětí vyznačenému na zdroji.

14 Závěrný směr Diodou neprochází proud. Spustit animaci + - A Diodou neprochází proud, pokud je zapojena v závěrném směru. Nejčastěji se diody vyrábějí z křemíku. Proud v závěrném směru je u těchto diod menší než 0,1 μa = 0, A.

15 Voltampérová charakteristika - zapojení V R = 50 Ω R = 100 Ω A + - U = 4,5 V až 6 V

16 I [ma] Voltampérová charakteristika - měření Závislost elektrického proudu, který diodou prochází, na napětí. Z grafu je vidět, že proud diodou prochází, dosáhne-li napětí na diodě asi 0,4 V. Při menším napětí proud prakticky neprochází. Voltampérová charakteristika diody KY U [V] 0,4 0,6 0,67 0,7 0,72 I [ma] 0,02 2,44 8,8 14,0 23 U [V] 0,73 0,75 0,77 0,79 0,81 I [ma] ,2 0,4 0,6 0,8 1 U [V]

17 Použití diody Usměrňovací dioda - usměrnění střídavého proudu (samostatně nebo jako součást usměrňovače) Stabilizační (Zenerova) dioda - vyrovnávání průběhu proudu ve stabilizačních obvodech LED dioda - signalizace průchodu proudu (s nízkým nárokem na spotřebu) nebo zdroj světla např. v optických myších Fotodioda - součást fotobuněk, polovodičových detektorů záření nebo slunečních článků

18 Zápisky Jestliže krystal polovodiče obsahuje v jedné části polovodič typu P a v druhé části polovodič typu N, pak oblast v okolí rozhraní mezi těmito polovodiči se nazývá přechod PN. Polovodičová dioda je součástka, která obsahuje jeden přechod PN. Připojíme-li ji do obvodu v propustném směru, prochází obvodem proud. Při zapojení diody v závěrném směru proud obvodem neprochází. Voltampérová charakteristika polovodičové diody graficky znázorňuje závislost proudu na napětí. U diody není přímková.

19 Použité materiály Kolářová R., Bohuněk J., Fyzika pro 6. ročník základní školy, ISBN Kolářová R., Bohuněk J., Fyzika pro 7. ročník základní školy, ISBN Kolářová R., Bohuněk J., Fyzika pro 8. ročník základní školy, ISBN Kolářová R., Bohuněk J., Fyzika pro 9. ročník základní školy, ISBN Bohuněk J., Sbírka úloh z fyziky pro ZŠ, 1. díl, ISBN Bohuněk J., Sbírka úloh z fyziky pro ZŠ, 2. díl, ISBN Bohuněk J., Sbírka úloh z fyziky pro ZŠ, 3. díl, ISBN Obrázek diod: Konec

Podobné dokumenty

Manuální, technická a elektrozručnost

Manuální, technická a elektrozručnost Realizace praktických úloh zaměřených na dovednosti v oblastech: Vybavení elektrolaboratoře Schématické značky, základy pájení Fyzikální principy činnosti základních