Zdroj světla pro biologické aplikace

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Zdroj světla pro biologické aplikace"

Transkript

1 Gymnázium Jana Blahoslava Ivančice Zdroj světla pro biologické aplikace Závěrečná práce Adam Halbich Vedoucí práce: Mgr. Vítězslav Světlík Konzultant: doc. Ing. Miroslav Steinbauer, Ph.D. 2011

2 Prohlašuji, že jsem závěrečnou práci vypracoval samostatně s využitím uvedených pramenů a literatury. Podpis autora práce 1

3 Poděkování Děkuji konzultantovi mé práce doc. Ing. Miloslavu Steinbauerovi, Ph.D. a vedoucímu mé práce Mgr. Vítězslavu Světlíkovi za účinnou, metodickou, pedagogickou a odbornou pomoc, velkou trpělivost, ochotu a další cenné rady při zpracování mé práce 2

4 Obsah Úvod... 4 Teorie... 5 Základní pojmy a veličiny světelné techniky... 5 Základy radiometrie a fotometrie... 5 Fotometrické veličiny a jednotky... 5 Polovodiče... 6 Pásová teorie polovodičů... 6 Elektrická vodivost polovodičů... 7 Přechod PN... 8 Diody... 9 Typy diod LED Konstrukce Výběr zdroje světla Mechanická konstrukce Osvětlovací hlava s LED Zdroj Elektrická konstrukce První návrh driveru Druhý návrh driveru DPS Ovládání Technické parametry Elektrické parametry Světelné parametry Závěr Resumé Použitá literatura Přílohy

5 Úvod Laboratorní zdroj bílého světla má pomáhat v biologickém výzkumu. Světelný zdroj má nastavitelný jas od 0 do 100 % a spektrem se velice podobá dennímu světlu. Jako zdroj světla využívá vysoce svítivé LED. Jejich výhoda spočívá ve velkém výkonu a nízké spotřebě. Na rozdíl od jiných světelných zdrojů se při změně jasu jen minimálně mění spektrální složení světla a nevysílá infračervené záření, které může znehodnotit výsledky biologických pokusů. Zdroj světla je navržen podle požadavků Ústavu molekulární biologie a radiobiologie Agronomické fakulty Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně. 4

6 Teorie Základní pojmy a veličiny světelné techniky Základy radiometrie a fotometrie Radiometrie se zabývá měřením elektromagnetického záření v celém jeho rozsahu, zatímco fotometrie se zabývá jen složkou elektromagnetického záření detekovatelnou lidským zrakem. Tato složka se nazývá viditelné světlo (VIS) a právě touto složkou se budeme dále zabývat. Fotometrické veličiny a jednotky Výchozí veličinou světelné techniky je světelný tok. Značí se Ф, udává fotometrický výkon světla vyzářeného z určitého zdroje a jeho jednotkou je lumen (lm). Z hlediska velikosti můžeme 1 lumen definovat jako 1/683 W monochromatického záření s frekvencí Hz, což je frekvence, pro kterou má normální lidské oko pozorovatele nejvyšší citlivost. Světelný tok může vycházet se zdroje v určitém prostorovém úhlu. Jednotkou prostorového úhlu je steradián (sr). Světelný tok vyzařovaný do prostorového úhlu 1sr se nazývá svítivost. Značí se I a její jednotkou je kandela (cd) Svítivost je jednou ze 7 základních veličin SI. Můžeme ji vypočítat ze vztahu Pokud světelný tok dopadne na osvětlovanou plochu, vznikne určitá intenzita osvětlení. Je to nejčastěji měřená fotometrická veličina. Značí se E a její jednotkou je lux (lx). Můžeme ji vypočítat ze vztahu Z hlediska lidského vidění je prakticky nejvýznamnější veličinou jas. Jas je fotometrická veličina vyjadřující množství světelného toku, který se odráží od daného elementu (nebo z něj vychází), v určitém směru k místu pozorovatele. Značí se L a jednotkou je kandela na čtverečný metr (cdm -2 ). Platí pro ni vztah Více podrobností můžeme nalézt v literatuře [1]. 5

7 Polovodiče Pásová teorie polovodičů Elektron v atomu může v Bohrově teorii kroužit kolem jádra podle Pauliho principu pouze v kvantových drahách, tzv. orbitech. Pokud krouží v některé z kvantových drah, nevyzařuje atom žádnou energii. Při přechodu elektronu z jedné dráhy do druhé atom buď energii absorbuje, nebo emituje. U izolovaného atomu jsou energetické úrovně diskrétní. Při přiblížení atomů se dráhy elektronů deformují, takže při vytváření pevné monokrystalické látky dochází k rozštěpení energetických úrovní a vzniku energetických pásů. Pásová struktura určuje fyzikální vlastnosti látky. Pásy dělíme na dovolené - pásy dovolených hodnot energie elektronů, sem patří vnitřní, valenční a vodivostní pás. Oblasti mezi těmito pásy jsou zakázané pásy - pásy zakázaných hodnot energie atomu (viz obr. 1). Obr. 1 Jednoduchý pásový model pevné látky - zdroj [2] Poslední 3 pásy vodivostní, zakázaný a valenční svojí polohou a energetickou šířkou určují vodivostní vlastnosti pevných látek. Podle šířky zakázaného pásu rozlišujeme vodiče, polovodiče a izolanty. U izolantů je zaplněn elektrony valenční pás a nad ním ležící zakázaný pás je širší než 3 ev (ev - elektronvolt, 1 ev = 1, J). Zakázaný pás je tedy příliš široký na to, aby elektrony mohly přejít do vodivostního pásu, látka tedy nevede elektrický proud. Pásový diagram polovodičů je shodný s pásovým diagramem izolantů, ovšem liší se šířkou zakázaného pásu, která je menší, typicky 1 ev. Za teploty blízké 0 K je vodivostní pás prázdný, v polovodiči tedy nejsou žádné volné elektrony a polovodič se chová jako izolant. Při zvyšování teploty mohou některé elektrony získat dostatečnou energii a přejít do vodivostního pásu polovodič začíná vést proud (viz obr. 2). 6

8 Ve vodičích se vyskytují 2 případy. Buď je zakázaný pás menší než 0,1 ev, nebo se valenční a vodivostní pásy překrývají. Takové látky jsou dobrými elektrickými i tepelnými vodiči i za velmi nízkých teplot. Obr. 2 Vliv teploty a osvětlení na vodič a polovodič - zdroj [2] Elektrická vodivost polovodičů U polovodičů existují 2 typy vodivostí vlastní a nevlastní (neboli příměrová) vodivost. Vlastní polovodič se podobá izolantu. Za teploty blízké 0 K nemá ve vodivostním pásu žádné elektrony, ale vlivem teploty nebo jiného vnějšího vlivu mohou elektrony získat dostatečnou energii k přechodu do vodivostního pásu (viz obr 3). Elektron se uvolní a zanechá po sobě atom postrádající jeden elektron (chovající se jako kladný iont). Atom může elektron převzít od jiného atomu a tak se kladný náboj může pohybovat. Tento útvar s kladným nábojem nazýváme díra. Obr. 3 Vznik páru elektron díra ve vlastním polovodiči - zdroj [2] Na elektrickou vodivost polovodičů mají výrazný vliv cizí atomy zabudované do krystalické mřížky, tzv. poruchy. Tento typ polovodičů nazýváme nevlastní nebo také příměsové polovodiče. Je-li atom krystalické mřížky čtyřmocného prvku nahrazen atomem pětimocného prvku, jde o polovodič typu N. Čtyři z jeho valenčních elektronů vytvoří vazby se sousedními atomy a pátý elektron je poután k atomu jen 7

9 velice slabě a může být uvolněn (viz obr. 4) po dodání velmi malé aktivační energie. Pětimocné příměsi dodávají elektrony do vodivostního pásu, nazývají se donory. V polovodiči typu N převažují jako nosiče proudu elektrony, nazýváme je proto majoritní nosiče. Jedná se o elektronovou vodivost. Jestliže nahradíme atom krystalické mřížky čtyřmocného prvku atomem trojmocného prvku, jde o polovodič typu P. Zaplní se tedy pouze 3 vazby se sousedními a atomy a čtvrtá zůstane prázdná (viz obr. 4). Stačí malá energie k tomu, aby elektron přeskočil ze sousedního atomu, a vytvoří se kladná díra, která se může libovolně pohybovat a realizovat vedení elektrického proudu. Trojmocné příměsi se nazývají akceptory. Vytvořené díry v polovodiči typu P převažují jako nosiče proudu, majoritními nosiči jsou zde tedy díry. Jedná se o děrovou vodivost. Více podrobností můžeme nalézt v literatuře [2] Obr. 4 Polovodič typu N (vpravo) a polovodič typu P (vlevo) - zdroj [2] Přechod PN Mnoho polovodičových součástek využívá rozhraní mezi jednotlivými materiály, z nichž je součástka vyrobena. Z hlediska činnosti a vlastností jsou nejvýznamnější polovodičové přechody rozhraní mezi dvěma různě dotovanými polovodiči. Přechod PN je přechod mezi stejnorodými materiály s různým typem vodivostí. 8

10 Diody Polovodičová dioda je součástka s dvěma vývody připojenými ke krystalu polovodiče s jedním přechodem PN. Vývod spojený s oblastí typu P se nazývá anoda a vývod spojený s oblastí typu N je katoda. Schematickou značku můžeme vidět na obr. 5. Obr. 5 Schematická značka polovodičové diody - zdroj [3] Polovodičová dioda je nelineární součástka, která se neřídí Ohmovým zákonem. Její vodivost závisí nejen na velikosti, ale i na orientaci připojeného napětí. V tzv. propustném směru, kdy je potenciál anody větší než potenciál katody, prochází diodou téměř stejný proud, jako bez diody. V závěrném směru, kdy je potenciál katody větší než potenciál anody, prochází diodou jen nepatrný proud. Tato závislost vodivosti diody na polaritě připojeného napětí se nazývá diodový jev. Volné nosiče náboje elektrony v oblasti N a díry v oblasti P konají neuspořádaný pohyb v krystalu. Na rozhraní obou oblastí se setkávají a vzájemnou rekombinací zanikají. Díky tomu v blízkosti přechodu PN převládne elektrické působení nepohyblivých iontů příměsí kladných donorů v oblasti N a záporných akceptorů v oblasti P. Vniká tzv. hradlová vrstva (nazývaná též depletiční vrstva nebo oblast prostorového náboje, viz obr. 6) silná asi 1 µm s elektrickým polem, které brání pronikání dalších děr a elektronů do oblasti přechodu nastává tak rovnovážný stav. V hradlové vrstvě se nenacházejí volné částice s nábojem a její odpor rozhoduje o celkovém odporu diody. Více je uvedeno v literatuře [3] Obr. 6 Hradlová vrstva zdroj [3] 9

11 Typy diod Usměrňovací diody se využívají pro usměrnění střídavého proudu, dříve pouze průmyslových kmitočtů, nyní i vyšších kmitočtů, např. u měničů. Usměrňovací diody mají v propustném směru malý úbytek napětí, velký propustný proud a velké závěrné napětí. Obvykle se dělí na nízkovýkonové (do proudu 20 A) a na výkonové (silové) usměrňovací diody. V současnosti se používají diody křemíkové, výjimečně germaniové. Usměrňovací diody se dále dělí na rychlé usměrňovací přechody, lavinové usměrňovací diody a Schottkyho usměrňovací diody. Schottkyho diody využívají namísto přechodu PN přechodu polovodič-kov a dosahují tak menšího úbytku napětí v propustném směru, větší závěrné rychlosti, za cenu menšího závěrného napětí. Stabilizační (Zenerova) dioda je křemíková plošná dioda s ostrým zlomem (průrazem) závěrné části VA charakteristik. Pracovní oblast těchto diod leží v oblasti elektrického nedestruktivního průrazu. Při (téměř) stálém napětí narůstá proud. Jeho velikost je omezena prakticky pouze odporem vnějšího obvodu. Průraz může být tunelový (Zenerův) nebo lavinový (v obou případech hovoříme o Zenerových diodách, název lavinová dioda se užívá pro jiné prvky). Tyto typy diod používáme ke stabilizaci napětí pří kolísání vstupního napětí, nebo při proměnné zátěží (nebo v případě působení obou jevů). Obr. 7 Voltampérová charakteristika a) usměrňovací diody a b) stabilizační diody Dále existují diody se speciálními vlastnostmi pro specifické aplikace, jako jsou např. detekční a spínací diody, kapacitní diody, referenční diody, tunelové diody, diody PIN a inverzní diody. 10

12 LED Luminiscenční diody (LED) jsou součástky založené na luminiscenčních vlastnostech polovodičů. Světlo v nich vzniká při zářivé rekombinaci elektronů a děr, dopravených do oblasti rekombinace buď vstřikováním, nebo tunelováním přítomným přechodem PN do oblasti, kde se tyto nosiče stávají nerovnovážnými. Potřebné elektrony a díry mohou také vznikat lavinovým násobením v oblasti přechodu PN. Vlnová délka záření vysílaného luminiscenční diodou závisí na tom, na které energetické hladině nastává rekombinace párů elektron-díra. Podmínky generace potřebných dvojic elektron-díra a jejich zářivé rekombinace potřebné pro luminiscenční jev lze poměrně snadno dosáhnout právě pomocí přechodu PN. Je-li šířka zakázaného pásu použitého polovodiče větší než 1,8 ev, může být při rekombinaci vyzařováno viditelné světlo. Podrobnosti nalezneme v literatuře [4]. 11

13 Konstrukce Výběr zdroje světla Na světelné parametry zdroje světla byly kladeny tyto požadavky: Spektrum velmi blízké dennímu světlu; Lineární nastavení jasu od minima do 100%; Minimální změny spektra při regulaci jasu; Zdroj by neměl vyzařovat infračervené záření, aby neznehodnotil biologické pokusy; Vysoká intenzita osvětlení. Obr. 8 LED Luxeon Rebel a rozměrový náčrt - zdroj [5] Jako zdroj světla byla vybrána bílá LED, která má spektrum vyzařování velice podobné dennímu světlu, má vysokou životnost a téměř nevyzařuje infračervené záření. Použitá LED je typu Luxeon Rebel typu LXML-PWC (viz obr. 8, výrobce Phillips Lumileds Lightings, USA). Je to vysoce svítivá LED, při proudu 700 ma má světelný tok 180 lumenů. Přímo na přechodu PN se vytváří modré světlo o vlnové délce přibližně 440 nm, bílé světlo vytváří nanesená vrstva směsného luminoforu. Toto bílé světlo má barevnou teplotu přibližně 6500 K, (viz spektrum na obr. 9). Uváděná životnost je hodin pro pokles svítivosti na 70 % původní hodnoty. Kvůli nelinearitě závislosti světelného toku na proudu (viz obr. 10) jsme museli pro řízení jasu zdroje použít PWM modulaci. 12

14 Obr. 9 Spektrální charakteristika Luxeon Rebel (cool-white) - zdroj [5] Obr. 10 LED Luxeon Rebel závislost světelného toku na proudu zdroj [5] 13

15 Mechanická konstrukce Celé zařízení se skládá ze dvou částí, skříňky se zdrojem a měničem s PWM modulací a z hlavy LED (obr. 11). Obr. 11 Celkový pohled na světelný zdroj v provozu Osvětlovací hlava s LED Pro konstrukci osvětlovací hlavy byl použit původně chladič CPU s rozměry 68 mm 77 mm 40 mm včetně ventilátoru 12 V / 0,45 A. Hlava je osazena 16 LED Luxeon Rebel ve 2 paralelně zapojených sériích po 8 LED. Ke zdroji 25 V, 1300 ma je hlava připojena čtyřvodičovým kabelem zakončeným konektorem CANON 9F. Hlavu LED můžeme vidět na obrázku 12. Zdroj Jednotka napájecího zdroje je vestavěna do skříňky z ocelového lakovaného plechu o rozměrech 117 mm 216 mm 112 mm. Skládá se z průmyslového napájecího zdroje 230 VAC, 20 VDC, 50 W a vlastního měniče s PWM modulací. Na čelní straně se nachází konektor CANON 9M pro připojení LED hlavy, potenciometr ovládání jasu, přepínač a vstup externího ovládání jasu 0-10 V. Na zadní straně je přístrojová zásuvka pro připojení napájení 230 V, 50 Hz s integrovaným vypínačem a pojistkou T 1 A. 14

16 Obr. 12 Pohled na osvětlovací hlavu s LED Obr. 13 Pohled na skříňku se spínaným zdrojem 15

17 Elektrická konstrukce Všech 16 LED je zapojeno sérioparalelně 2 po 8 LED. Celkové napětí je asi 25 V při 1300 ma, což odpovídá příkonu asi 2 W na jednu LED. Jeden z požadavků na zdroj světla je jeho možnost lineárního řízení jasu od minima do 100%. Vztah mezi proudem a světelným tokem však u LED není lineární, proto musela být k regulaci jasu použita PWM modulace. LED jsou tedy napájeny spínaným zdrojem s PWM modulací. První návrh driveru Nejdříve byl použit návrh, který se osvědčil u PWM modulace pro napájení 5 LED. Schéma prvního návrhu můžeme vidět v příloze č. 1. Tento PWM driver obsahoval následující prvky a moduly: zdroj konstantního proudu osazen LM334Z; zdrojem pilového napětí je časovač 555 ; jako zdroj obdélníkového napětí s proměnnou střídou slouží IC4A osazený LM358D ve funkci komparátoru; hlavní součástkou je driver LED osazený integrovaným obvodem LT3478; MOSFET pro ovládání proudu řadou LED byl osazen typem IRFR 110 s odporem v sepnutém stavu RDSon = 0,54Ω ; napájení 12 VDC s navazujícím lineárním stabilizátorem 78L10 pro pomocné napětí; Protože se ukázalo, že tato koncepce není vhodná pro větší výkon, zejména kvůli problematickému odvodu tepla z výkonového spínacího tranzistoru umístěného uvnitř LT3478, byl návrh značně přepracován včetně využití nových součástek, čímž vznikl Driver 2. Druhý návrh driveru První realizovaná konstrukce driveru se ukázala pro řízení 16 LED jako neefektivní, proto byl návrh pozměněn. Driver LT3478 byl nahrazen výkonnějším typem LTC3783 od firmy Linear Technology, který je určen pro připojení externího výkonového spínacího tranzistoru. Dále byl nahrazen výkonový tranzistor MOSFET určený pro PWM modulaci za typ s nepatrným odporem v sepnutém stavu RDSon = 0,002 Ω, takže se tento tranzistor prakticky neohřívá a nevyžaduje chladič. Přepracován byl i zdroj PWM signálu pro modulaci jasu diody, který nyní obsahuje generátor přesného trojúhelníkového signálu a komparátor. Složení a funkce pulzního zdroje dle blokového schématu (Obr. 14): Napájecí síťový pulzní zdroj (230 VAC / 20 VDC / 50 W) Stabilizátor pomocného napětí 15 V Zvyšující měnič s integrovaným obvodem LTC3783 Obvody PWM: zdroj konstantního proudu, generátor trojúhelníkového napětí, komparátor 16

18 Obr. 14 Blokové schéma pulzního zdroje Kompletní schéma zdroje druhého návrhu můžeme vidět v příloze č. 2. Na vstupní svorky X1-1 a X1-2 je přivedeno nestabilizované stejnosměrné napětí 20 V z napájecího sítového zdroje, u kterého bylo nastaveno výstupní napětí na 20 V. Integrovaný obvod typu 78L15 funguje jako klasický lineární stabilizátor s výstupním stejnosměrným napětím 15 V. Principiálně základní částí zdroje je zvyšující měnič pracující na frekvenci přibližně 300 khz. Základními součástkami měniče jsou cívka L1 o indukčnosti 10 uh, Schottkyho dioda D1 typu SK2100, kondenzátor C4 o kapacitě 10uF, speciální integrovaný obvod LTC3783 firmy Linear Technology, který řídí unipolární tranzistor MOSFET Q3 typu IRLZ 44NS. Důležitou součást zdroje tvoří PWM modulátor, který ovládá jas LED rychlým zapínáním a vypínáním s proměnnou střídou zapnuto /vypnuto. Části PWM tvoří generátor obdélníkového napětí s proměnnou střídou, sestávající ze zdroje referenčního napětí Uref = 10 V vytvořeného z integrovaného obvodu typu TL431 a OZ IC4B. Další částí je generátor trojúhelníkového napětí tvořený integrátorem s IC5A a komparátorem IC5B. Celý obvod pak pracuje jako generátor trojúhelníkového napětí 0 až 10 V o frekvenci 240 Hz, viz osciloskopický záznam průběhů na obr. 15. IC4A je zapojen jako komparátor, který porovnává okamžitou hodnotu trojúhelníkového napětí se stejnosměrným napětím, nastaveným potenciometrem R9 o odporu 100 kω. Na výstupu IC4A je tedy obdélníkové napětí, jehož střídu lze měnit potenciometrem R9 od přibližně 2 % do 100 %. PWM signál je pak veden přes zesilovač v obvodu LTC3783 k výkonovému MOSFET Q1, který pak spíná proud napájející osvětlovací hlavu LED. 17

19 Obr. 15 Průběhy trojúhelníkového napětí (vývod IC5A) a obdélníkového napětí (vývod IC4A) naměřené osciloskopem Základem celé konstrukce je speciální obvod pro spínaný měnič určený pro napájení LED s možností PWM modulace LTC Jeho důležité piny jsou: 7 - PWMI - vstup impulsů modulovaných šířkově. 1 - PWMO - výstup impulsů o max. hodnotě proudu 25mA 5- FREQ - nastavení frekvence pomocí R7 = 22kOhm 11 - VIN - vstupní napětí max. 42V 9 - GATE - řídí MOSFET Q3 (switch elektronický spínač) 1 - FBN - záporná zpětná vazba 2 - FBP - kladná zpětná vazba 12 - SENSE citlivost, snímá se úbytek napětí přímo na odporu RDSon tranzistoru Q3 Driver má několik ochranných obvodů, např. proti zvýšenému napětí, softstart aj. Jedná se sofistikovaný obvod s velkou perspektivou. Pro úplnost dodáváme, že na DPS je umístěn integrovaný spínaný zdroj stabilizovaného napětí 12 V pro ventilátor aktivního chladiče hlavy LED. Jako stabilizátor je použit IC3, typu LM2575T-12 s příslušnými kondenzátory na vstupu a výstupu. Výstup pro řadu LED a ventilátor je realizován konektorem D-SUB9. V případě napájení LED jsou vždy 3 piny spojeny paralelně. Dodatečně byl přidán přepínač Input select, umožňující ovládat pulzní zdroj dálkově standardními úrovněmi 0-10 V např. pomocí PC. 18

20 DPS Návrh desky plošných spojů byl řešen v programu Eagle Motiv byl vytisknut černobílou inkoustovou tiskárnou na fólii. Potom byla fólie přiložena na DPS a uložena do osvitové UV jednotky a přitlačena krycím sklem. Doba expozice byla asi 3 minuty, poté byla deska vyvolána ve vývojce (roztoku 1,5% NaOH). Po vyvolání byla deska omyta horkou vodou a osušena. Následné vyleptání bylo provedeno v nasyceném roztoku FeCl3 po dobu asi 15 minut, po vyleptání byla deska opět opláchnuta horkou vodou a osušena. Nakonec byla deska postříbřena ve stříbřící lázni po dobu asi 15 min. Obr. 16 DPS prvního návrhu, vpravo přední strana, vlevo zadní Obr. 17 Osazení DPS prvního návrhu 19

21 Obr. 18 DPS druhého návrhu, pravo přední strana vlevo zadní Obr. 19 Osazení DPS druhého návrhu Ovládání Napájecí zdroj se připojuje k síti 230 V / 50 Hz. Zapnutí a vypnutí zdroje se provádí kolébkovým spínačem umístěným u přívodní přístrojové zásuvky na zadní straně skříňky zdroje. Ovládací prvky jsou rozmístěny na přední straně skříňky zdroje. Červená kontrolka vpravo nahoře signalizuje provoz zdroje, potenciometr slouží k nastavení jasu světelného zdroje, konektor CANON 9F slouží k připojení hlavy LED a vlevo dole jsou přepínač a vstup externího ovládání jasu 0-10 V. 20

22 Technické parametry Elektrické parametry Napájení 230 V, 50 Hz Odběr z pomocného zdroje 20 VDC, 1,8 A Spotřeba max. 36 W (podle nastaveného světelného výkonu) Příkon 16 LED 32 W Účinnost spínaného zdroje 90 % Světelné parametry Maximální intenzita osvětlení lx ve vzdálenosti 5 cm od LED Spektrum blízké dennímu světlu, viz Obr. 9 Životnost LED minimálně hodin při nejvyšším nastaveném výkonu Pokles světelného toku po hodinách zachováno minimálně 70 % původní hodnoty 21

23 Závěr Zdroj světla byl navržen pro biologické pokusy podle požadavků Ústavu molekulární biologie a radiobiologie Agronomické fakulty Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně. Snahou bylo docílit co nejlepší homogenity vyzařovaného světla a vysokého výkonu zdroje světla. Dále měl zdroj vyzařovat co nejméně IR záření a spektrum měl mít podobné dennímu světlu. Těmto požadavkům dokonale vyhovují vysoce svítivé bílé LED od firmy Luxeon. Bylo použito 16 LED s celkovým příkonem 32 W. Světelný zdroj má možnost lineární regulace jasu od 2 % do 100 % díky driveru s PWM modulací. Na plný výkon dosahuje světelný zdroj intenzity osvětlení lx, což je 2,4 více, než dosahuje sluneční záření v létě v poledne. 22

24 Resumé Celý projekt se skládá ze studie, návrhu a konstrukce speciálního zdroje bílého světla se spektrem velice blízkým dennímu světlu s nastavitelným jasem, který je určen pro aplikace v biologickém výzkumu. Osvětlovací jednotka využívá moderní vysoce svítivé bíle LED. Projekt je rozdělen do dvou částí. V první části jsou uvedeny světelné veličiny potřebné k pochopení požadavků na zdroj světla, princip a funkce diod a jejich využití. Druhá část popisuje výběr zdroje světla, návrh, mechanickou a elektrickou konstrukci celého zařízení. The whole project is composed of study, concept and construction of special source of white light with spectrum highly similar to day light with adjustable intensity of light, which is intended for applications in biological research. Lighting unit uses advanced high-luminance white LEDs. The project is divided into two parts. The first section describes light quantities required to understand the requirements of the light source, principle and function of LEDs and their applications. The second part describes the choice of light source, mechanical and electrical design of the whole device. 23

25 Použitá literatura Při zpracování byly použity tyto publikace: [1] Baxant P.: Elektrické světlo a teplo. FEKT VUT v Brně, 2004 [2] Musil V., Boušek J., Horák M., Hégr O.: Elektronické součástky. FEKT VUT v Brně, 2007 [3] Lepil O., Šedivý P.: Elektřina a magnetismus. Prometheus spol. s r. o. v Praze, 2006 [4] Frank H., Šnejdar V.: Principy a vlastnosti polovodičových součástek. v Praze, 1976 [5] Lumileds Lighting, Aplikační a katalogové listy DS56. 24

26 Přílohy Příloha č. 1 Obr. 20 Schéma prvního návrhu 25

27 Příloha č. 2 Obr. 21 Schéma druhého návrhu 26

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 1. Čím se vyznačuje polovodičový materiál Polovodič je látka, jejíž elektrická vodivost lze měnit. Závisí na

Více

Sada 1 - Elektrotechnika

Sada 1 - Elektrotechnika S třední škola stavební Jihlava Sada 1 - Elektrotechnika 8. Polovodiče - nevlastní vodivost, PN přechod Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava šablony registrační číslo projektu:cz.1.09/1.5.00/34.0284

Více

r W. Shockley, J. Bardeen a W. Brattain, zahájil epochu polovodičové elektroniky, která se rozvíjí dodnes.

r W. Shockley, J. Bardeen a W. Brattain, zahájil epochu polovodičové elektroniky, která se rozvíjí dodnes. r. 1947 W. Shockley, J. Bardeen a W. Brattain, zahájil epochu polovodičové elektroniky, která se rozvíjí dodnes. 2.2. Polovodiče Lze je definovat jako látku, která má elektronovou bipolární vodivost, tj.

Více

Elektřina a magnetizmus polovodiče

Elektřina a magnetizmus polovodiče DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-11 Téma: polovodiče Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý a Mgr. Josef Kormaník VÝKLAD Elektřina a magnetizmus polovodiče Obsah POLOVODIČ...

Více

11. Polovodičové diody

11. Polovodičové diody 11. Polovodičové diody Polovodičové diody jsou součástky, které využívají fyzikálních vlastností přechodu PN nebo přechodu kov - polovodič (MS). Nelinearita VA charakteristiky, zjednodušeně chápaná jako

Více

Pedagogická fakulta v Ústí nad Labem Fyzikální praktikum k elektronice 2 Číslo úlohy : 1

Pedagogická fakulta v Ústí nad Labem Fyzikální praktikum k elektronice 2 Číslo úlohy : 1 Pedagogická fakulta v Ústí nad Labem Fyzikální praktikum k elektronice Číslo úlohy : 1 Název úlohy : Vypracoval : ročník : 3 skupina : F-Zt Vnější podmínky měření : měřeno dne : 3.. 004 teplota : C tlak

Více

7. Elektrický proud v polovodičích

7. Elektrický proud v polovodičích 7. Elektrický proud v polovodičích 7.1 Elektrické vlastnosti polovodičů Kromě vodičů a izolantů existují polovodiče. Definice polovodiče: Je to řada minerálů, rud, krystalů i amorfních látek, řada oxidů

Více

Projekt Pospolu. Polovodičové součástky diody. Pro obor M/01 Informační technologie

Projekt Pospolu. Polovodičové součástky diody. Pro obor M/01 Informační technologie Projekt Pospolu Polovodičové součástky diody Pro obor 18-22-M/01 Informační technologie Autorem materiálu a všech jeho částí je Ing. Petr Voborník, Ph.D. Polovodičová součástka je elektronická součástka

Více

Polovodičové diody Definice

Polovodičové diody Definice Polovodičové diody Definice Toto slovo nemám rád. Navádí k puntičkářskému recitování, které často doprovází totální nepochopení podstaty. Jemnější je obrat vymezení pojmu. Ještě lepší je obyčejné: Co to

Více

Polovodiče, dioda. Richard Růžička

Polovodiče, dioda. Richard Růžička Polovodiče, dioda Richard Růžička Motivace... Chceme součástku, která propouští proud jen jedním směrem. I + - - + Takovou součástkou může být polovodičová dioda. Schematická značka polovodičové diody

Více

Charakteristiky optoelektronických součástek

Charakteristiky optoelektronických součástek FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Spolupracoval Jan Floryček Jméno a příjmení Jakub Dvořák Ročník 1 Měřeno dne Předn.sk.-Obor BIA 27.2.2007 Stud.skup. 13 Odevzdáno dne Příprava Opravy Učitel

Více

Zdroje napětí - usměrňovače

Zdroje napětí - usměrňovače ZDROJE NAPĚTÍ Napájecí zdroje napětí slouží k přeměně AC napětí na napětí DC a následnému předání energie do zátěže, která tento druh napětí (proudu) vyžaduje ke správné činnosti. Blokové schéma síťového

Více

Elektronika pro informační technologie (IEL)

Elektronika pro informační technologie (IEL) Elektronika pro informační technologie (IEL) Třetí laboratorní cvičení Brno University of Technology, Faculty of Information Technology Božetěchova 1/2, 612 66 Brno - Královo Pole inecasova@fit.vutbr.cz

Více

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu 11. Polovodiče Polovodiče jsou krystalické nebo amorfní látky, jejichž elektrická vodivost leží mezi elektrickou vodivostí kovů a izolantů a závisí na teplotě nebo dopadajícím optickém záření. Elektrické

Více

7. Elektrický proud v polovodičích

7. Elektrický proud v polovodičích 7. Elektrický proud v polovodičích 7.1 Elektrické vlastnosti polovodičů Kromě vodičů a izolantů existují polovodiče. Definice polovodiče: Je to řada minerálů, rud, krystalů i amorfních látek, řada oxidů

Více

2.3 Elektrický proud v polovodičích

2.3 Elektrický proud v polovodičích 2.3 Elektrický proud v polovodičích ( 6 10 8 10 ) Ωm látky rozdělujeme na vodiče polovodiče izolanty ρ ρ ( 10 4 10 8 ) Ωm odpor s rostoucí teplotou roste odpor nezávisí na osvětlení nebo ozáření odpor

Více

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_16_ZT_E

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_16_ZT_E Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: 3. 11. 2013 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_16_ZT_E Ročník: II. ZÁKLADY TECHNIKY Vzdělávací oblast: Odborné vzdělávání Technická příprava Vzdělávací obor:

Více

V nejnižším energetickém stavu valenční elektrony úplně obsazují všechny hladiny ve valenčním pásu, nemohou zprostředkovat vedení proudu.

V nejnižším energetickém stavu valenční elektrony úplně obsazují všechny hladiny ve valenčním pásu, nemohou zprostředkovat vedení proudu. POLOVODIČE Vlastní polovodiče Podle typu nosiče náboje dělíme polovodiče na vlastní (intrinsické) a příměsové. Příměsové polovodiče mohou být dopované typu N (majoritními nosiči volného náboje jsou elektrony)

Více

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY VZORY OTÁZEK A PŘÍKLADŮ K TUTORIÁLU 1 1. a) Co jsou polovodiče nevlastní. b) Proč je používáme. 2. Co jsou polovodiče vlastní. 3. a) Co jsou polovodiče nevlastní. b) Jakým způsobem

Více

Impulsní regulátor ze změnou střídy ( 100 W, 0,6 99,2 % )

Impulsní regulátor ze změnou střídy ( 100 W, 0,6 99,2 % ) ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI Fakulta elektrotechnická Impulsní regulátor ze změnou střídy ( 100 W, 0,6 99,2 % ) Školní rok: 2007/2008 Ročník: 2. Datum: 12.12. 2007 Vypracoval: Bc. Tomáš Kavalír Zapojení

Více

- Stabilizátory se Zenerovou diodou - Integrované stabilizátory

- Stabilizátory se Zenerovou diodou - Integrované stabilizátory 1.2 Stabilizátory 1.2.1 Úkol: 1. Změřte VA charakteristiku Zenerovy diody 2. Změřte zatěžovací charakteristiku stabilizátoru se Zenerovou diodou 3. Změřte převodní charakteristiku stabilizátoru se Zenerovou

Více

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA) Optoelektronika elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD Elektro-optické převodníky žárovka - nejzákladnější EO převodník nevhodné pro optiku široké spektrum vlnových délek vhodnost pro EO

Více

Dioda jako usměrňovač

Dioda jako usměrňovač Dioda A K K A Dioda je polovodičová součástka s jedním P-N přechodem. Její vývody se nazývají anoda a katoda. Je-li na anodě kladný pól napětí a na katodě záporný, dioda vede (propustný směr), obráceně

Více

Nezkreslená věda Vodí, nevodí polovodič? Kontrolní otázky. Doplňovačka

Nezkreslená věda Vodí, nevodí polovodič? Kontrolní otázky. Doplňovačka Nezkreslená věda Vodí, nevodí polovodič? Ve vašich mobilních zařízeních je polovodičů mraky. Jak ale fungují? Otestujte své znalosti po zhlédnutí dílu. Kontrolní otázky 1. Kde najdeme polovodičové součástky?

Více

Elektrický proud v polovodičích

Elektrický proud v polovodičích Elektrický proud v polovodičích Polovodič Látka, jejíž měrný elektrický odpor je při obvyklých teplotách mnohem menší než u izolantů, ale zase mnohem větší než u kovů. Polovodič Látka, jejíž měrný elektrický

Více

Polovodiče. Co je polovodič? Polovodiče jsou látky, jejichž rezistivita leží při obvyklých teplotách v intervalu 10 Ω m až 8

Polovodiče. Co je polovodič? Polovodiče jsou látky, jejichž rezistivita leží při obvyklých teplotách v intervalu 10 Ω m až 8 Polovodiče Co je polovodič? 4 Polovodiče jsou látky, jejichž rezistivita leží při obvyklých teplotách v intervalu 10 Ω m až 8 10 Ω m. Je tedy mnohem větší než u kovů, u kterých dosahuje intervalu 6 10

Více

Laboratorní práce č. 3: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

Laboratorní práce č. 3: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA 2. ročník šestiletého studia Laboratorní práce č. 3: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody G Gymnázium Hranice Přírodní vědy moderně a interaktivně

Více

Polovodičové diody Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Polovodičové diody Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA) Polovodičové diody varikap, usměrňovací dioda, Zenerova dioda, lavinová dioda, tunelová dioda, průrazy diod Polovodičové diody (diode) součástky s 1 PN přechodem varikap usměrňovací dioda Zenerova dioda

Více

Obrázek 1: Schematická značka polovodičové diody. Obrázek 2: Vlevo dioda zapojená v propustném směru, vpravo dioda zapojená v závěrném směru

Obrázek 1: Schematická značka polovodičové diody. Obrázek 2: Vlevo dioda zapojená v propustném směru, vpravo dioda zapojená v závěrném směru Škola: Autor: DUM: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma: Masarykovo gymnázium Vsetín Mgr. Jitka Novosadová MGV_F_SS_2S2_D16_Z_ELMAG_Polovodicove_soucastky_PL Člověk a příroda Fyzika Elektřina a magnetismus

Více

Laboratorní práce č. 2: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

Laboratorní práce č. 2: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA 5. ročník šestiletého a 3. ročník čtyřletého studia Laboratorní práce č. 2: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody G Gymnázium Hranice Přírodní

Více

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3665 Šablona: III/2 č. materiálu: VY_32_INOVACE_127 Jméno autora: Mgr. Eva Mohylová Třída/ročník:

Více

Základy elektrotechniky

Základy elektrotechniky Základy elektrotechniky Přednáška Diody, usměrňovače, stabilizátory, střídače 1 VÝROBA POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ Polovodič - prvek IV. skupiny, nejčastěji Si, - vysoká čistota (10-10 ), - bezchybná struktura

Více

Určení čtyřpólových parametrů tranzistorů z charakteristik a ze změn napětí a proudů

Určení čtyřpólových parametrů tranzistorů z charakteristik a ze změn napětí a proudů Určení čtyřpólových parametrů tranzistorů z charakteristik a ze změn napětí a proudů Tranzistor je elektronická aktivní součástka se třemi elektrodami.podstatou jeho funkce je transformace odporu mezi

Více

Polovodiče ELEKTROTECHNIKA TO M Á Š T R E J BAL

Polovodiče ELEKTROTECHNIKA TO M Á Š T R E J BAL Polovodiče ELEKTROTECHNIKA TO M Á Š T R E J BAL Jaké znáte polovodiče? Jaké znáte polovodiče? - Např. křemík, germanium, selen, Struktura křemíku Křemík (Si) má 4 valenční elektrony. Valenční elektrony

Více

17. Elektrický proud v polovodičích, užití polovodičových součástek

17. Elektrický proud v polovodičích, užití polovodičových součástek 17. Elektrický proud v polovodičích, užití polovodičových součástek Polovodiče se od kovů liší především tím, že mají větší rezistivitu (10-2 Ω m až 10 9 Ω m), (kovy 10-8 Ω m až 10-6 Ω m). Tato rezistivita

Více

způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu

způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu Vodivost v pevných látkách způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu Pásový model atomu znázorňuje energetické stavy elektronů elektrony mohou

Více

Polovodičové usměrňovače a zdroje

Polovodičové usměrňovače a zdroje Polovodičové usměrňovače a zdroje Druhy diod Zapojení a charakteristiky diod Druhy usměrňovačů Filtrace výstupního napětí Stabilizace výstupního napětí Zapojení zdroje napětí Závěr Polovodičová dioda Dioda

Více

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne. 11.3.2013 Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Charakteristiky optoelektronických součástek

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne. 11.3.2013 Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Charakteristiky optoelektronických součástek FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Jméno a příjmení Petr Švaňa Ročník 1 Předmět IFY Kroužek 38 ID 155793 Spolupracoval Měřeno dne Odevzdáno dne Ladislav Šulák 25.2.2013 11.3.2013 Příprava Opravy

Více

Metodický návod: 5. Zvyšování vnějšího napětí na 3 V. Dochází k dalšímu zakřivování hladin a rozšiřování hradlové vrstvy.

Metodický návod: 5. Zvyšování vnějšího napětí na 3 V. Dochází k dalšímu zakřivování hladin a rozšiřování hradlové vrstvy. Metodický návod: 1. Spuštění souborem a.4.3_p-n.exe. Zobrazeny jsou oddělené polovodiče P a N, majoritní nositelé náboje (elektrony červené, díry modré), ionty příměsí (čtverečky) a Fermiho energetické

Více

Polovodičové prvky. V současných počítačových systémech jsou logické obvody realizovány polovodičovými prvky.

Polovodičové prvky. V současných počítačových systémech jsou logické obvody realizovány polovodičovými prvky. Polovodičové prvky V současných počítačových systémech jsou logické obvody realizovány polovodičovými prvky. Základem polovodičových prvků je obvykle čtyřmocný (obsahuje 4 valenční elektrony) krystal křemíku

Více

6. STUDIUM SOLÁRNÍHO ČLÁNKU

6. STUDIUM SOLÁRNÍHO ČLÁNKU 6. STUDIUM SOLÁRNÍHO ČLÁNKU Měřicí potřeby 1) solární baterie 2) termoelektrická baterie 3) univerzální měřicí zesilovač 4) reostat 330 Ω, 1A 5) žárovka 220 V / 120 W s reflektorem 6) digitální multimetr

Více

3.5. Vedení proudu v polovodičích

3.5. Vedení proudu v polovodičích 3.5. Vedení proudu v polovodičích 1. Umět klasifikovat látky podle vodivosti. 2. Seznámit se s fyzikálními vlastnostmi polovodičů, jejíž poznání vedlo k bouřlivému pokroku v elektronickém průmyslu. 3.5.1.

Více

Měření charakteristik fotocitlivých prvků

Měření charakteristik fotocitlivých prvků Měření charakteristik fotocitlivých prvků Úkol : 1. Určete voltampérovou charakteristiku fotoodporu při denním osvětlení a při osvětlení E = 1000 lx. 2. Určete voltampérovou charakteristiku fotodiody při

Více

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřený předmětem jsou v tomto případě polovodičové diody, jejich údaje jsou uvedeny v tabulce:

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřený předmětem jsou v tomto případě polovodičové diody, jejich údaje jsou uvedeny v tabulce: REDL 3.EB 8 1/14 1.ZADÁNÍ a) Změřte voltampérovou charakteristiku polovodičových diod pomocí voltmetru a ampérmetru v propustném i závěrném směru. b) Sestrojte grafy =f(). c) Graficko početní metodou určete

Více

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů Měření šířky zakázaného pásu polovodičů Úkol : 1. Určete šířku zakázaného pásu ze spektrální citlivosti fotorezistoru pro šterbinu 1,5 mm. Na monochromátoru nastavujte vlnovou délku od 200 nm po 50 nm

Více

Zdroje optického záření

Zdroje optického záření Metody optické spektroskopie v biofyzice Zdroje optického záření / 1 Zdroje optického záření tepelné výbojky polovodičové lasery synchrotronové záření Obvykle se charakterizují zářivostí (zářivý výkon

Více

5. Vedení elektrického proudu v polovodičích

5. Vedení elektrického proudu v polovodičích 5. Vedení elektrického proudu v polovodičích - zápis výkladu - 26. až 27. hodina - A) Stavba látky a nosiče náboje Atom: základní stavební částice; skládá se z atomového jádra (protony a neutrony) a atomového

Více

A8B32IES Úvod do elektronických systémů

A8B32IES Úvod do elektronických systémů A8B32IES Úvod do elektronických systémů 29.10.2014 Polovodičová dioda charakteristiky, parametry, aplikace Elektronické prvky a jejich reprezentace Ideální dioda Reálná dioda a její charakteristiky Porovnání

Více

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Diody a usměrňova ovače Přednáška č. 2 Milan Adámek adamek@ft.utb.cz U5 A711 +420576035251 Diody a usměrňova ovače 1 Voltampérová charakteristika

Více

Stabilizátory napětí a proudu

Stabilizátory napětí a proudu Stabilizátory napětí a proudu Stabilizátory jsou obvody, které automaticky vyrovnávají napěťové nebo proudové změny na zátěži. Používají se tam, kde požadujeme minimální zvlnění nebo požadujeme-li konstantní

Více

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Optoelektronika Přednáška č. 8 Milan Adámek adamek@ft.utb.cz U5 A711 +420576035251 Optoelektronika 1 Optoelektronika zabývá se přeměnou elektrické

Více

Otázka č. 3 - BEST Aktivní polovodičové součástky BJT, JFET, MOSFET, MESFET struktury, vlastnosti, aplikace Vypracovala Kristýna

Otázka č. 3 - BEST Aktivní polovodičové součástky BJT, JFET, MOSFET, MESFET struktury, vlastnosti, aplikace Vypracovala Kristýna Otázka č. 3 - BEST Aktivní polovodičové součástky BJT, JFET, MOSFET, MESFET struktury, vlastnosti, aplikace Vypracovala Kristýna Tato otázka přepokládá znalost otázky č. - polovodiče. Doporučuji ujasnit

Více

Druhy materiálů, princip vedení, vakuovaná technika. Ing. Viera Nouzová

Druhy materiálů, princip vedení, vakuovaná technika. Ing. Viera Nouzová Druhy materiálů, princip vedení, vakuovaná technika Ing. Viera Nouzová Rozdělení látek z hlediska vodivosti vodiče měď (Cu), stříbro (Ag), zlato(au)-vedou dobře elektrický proud izolanty sklo, porcelán

Více

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Semestrální projekt Richard Schreiber Liberec 2012 Materiál vznikl v rámci projektu ESF (CZ.1.07/2.2.00/07.0247)

Více

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA Číslo projektu Číslo materiálu CZ.1.07/1.5.00/34.0581 VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_03_Filtrace a stabilizace Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl Tematická

Více

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.4 Prvky elektronických obvodů Kapitola

Více

2. Pomocí Theveninova teorému zjednodušte zapojení na obrázku, vypočtěte hodnoty jeho prvků. U 1 =10 V, R 1 =1 kω, R 2 =2,2 kω.

2. Pomocí Theveninova teorému zjednodušte zapojení na obrázku, vypočtěte hodnoty jeho prvků. U 1 =10 V, R 1 =1 kω, R 2 =2,2 kω. A5M34ELE - testy 1. Vypočtěte velikost odporu rezistoru R 1 z obrázku. U 1 =15 V, U 2 =8 V, U 3 =10 V, R 2 =200Ω a R 3 =1kΩ. 2. Pomocí Theveninova teorému zjednodušte zapojení na obrázku, vypočtěte hodnoty

Více

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII - 3.2.2 MĚŘENÍ NA AKTIVNÍCH SOUČÁSTKÁCH

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII - 3.2.2 MĚŘENÍ NA AKTIVNÍCH SOUČÁSTKÁCH Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Téma: MEII - 3.2.2 MĚŘENÍ NA AKTIVNÍCH SOUČÁSTKÁCH Obor: Mechanik elektronik Ročník: 2. Zpracoval(a): Bc. Josef Mahdal Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010

Více

Unipolární tranzistor aplikace

Unipolární tranzistor aplikace Unipolární tranzistor aplikace Návod k praktickému cvičení z předmětu A4B34EM 1 Cíl měření Účelem tohoto měření je seznámení se s funkcí a aplikacemi unipolárních tranzistorů. Během tohoto měření si prakticky

Více

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016 Střední průmyslová škola, Přerov, Havlíčkova 2 751 52 Přerov Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016 TEMATICKÉ OKRUHY A HODNOTÍCÍ KRITÉRIA Studijní obor: 26-41-M/01 Elektrotechnika Zaměření: počítačové

Více

ZDROJ 230V AC/DC DVPWR1

ZDROJ 230V AC/DC DVPWR1 VLASTNOSTI Zdroj DVPWR1 slouží pro napájení van souboru ZAT-DV řídícího systému ZAT 2000 MP. Výstupní napětí a jejich tolerance, časové průběhy logických signálů a jejich zatížitelnost odpovídají normě

Více

VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů

VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů Vodivost polovodičů pojem polovodiče čistý polovodič, vlastní vodivost příměsová vodivost polovodičová dioda tranzistor Polovodiče Polovodiče jsou látky, jejichž

Více

A8B32IES Úvod do elektronických systémů

A8B32IES Úvod do elektronických systémů A8B3IES Úvod do elektronických systémů..04 Ukázka činnosti elektronického systému DC/DC měniče a optické komunikační cesty Aplikace tranzistoru MOSFET jako spínače Princip DC/DC měniče zvyšujícího napětí

Více

LuminiGrow 200R1 svítidlo je ideální pro vnitřní pěstování včetně řízkování, vegetace, růstové fáze a kvetoucí fáze. Odvod tepla

LuminiGrow 200R1 svítidlo je ideální pro vnitřní pěstování včetně řízkování, vegetace, růstové fáze a kvetoucí fáze. Odvod tepla LuminiGrow 200R1 Nejpokročilejší kultivační LED svítidla, Vaše nejlepší volba! Vlastnosti: LuminiGrow 200R1 svítidlo je ideální pro vnitřní pěstování včetně řízkování, vegetace, růstové fáze a kvetoucí

Více

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

Elektřina a magnetizmus závěrečný test DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-20 Téma: závěrečný test Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: TEST - A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý a Mgr. Josef Kormaník TEST Elektřina a magnetizmus závěrečný

Více

ÚVOD. Výhoda spínaného stabilizátoru oproti lineárnímu

ÚVOD. Výhoda spínaného stabilizátoru oproti lineárnímu ÚVOD Podsvícení budíků pomocí LED je velmi praktické zapojení. Pokud je použita varianta s paralelním zapojením všech LE diod je třeba napájet celý obvod zdrojem konstantního napětí. Jas lze regulovat

Více

Fotoelektrické snímače

Fotoelektrické snímače Fotoelektrické snímače Úloha je zaměřena na měření světelných charakteristik fotoelektrických prvků (součástek). Pro měření se využívají fotorezistor, fototranzistor a fotodioda. Zadání 1. Seznamte se

Více

Neřízené polovodičové prvky

Neřízené polovodičové prvky Neřízené polovodičové prvky Výkonová elektronika - přednášky Projekt ESF CZ.1.07/2.2.00/28.0050 Modernizace didaktických metod a inovace výuky technických předmětů. Neřízené polovodičové spínače neobsahují

Více

Test. Kategorie M. 1 Na obrázku je průběh napětí, sledovaný osciloskopem. Jaké je efektivní napětí signálu?

Test. Kategorie M. 1 Na obrázku je průběh napětí, sledovaný osciloskopem. Jaké je efektivní napětí signálu? Oblastní kolo, Vyškov 2006 Test Kategorie M START. ČÍSLO BODŮ/OPRAVIL U všech výpočtů uvádějte použité vztahy včetně dosazení! 1 Na obrázku je průběh napětí, sledovaný osciloskopem. Jaké je efektivní napětí

Více

FET Field Effect Transistor unipolární tranzistory - aktivní součástky unipolární využívají k činnosti vždy jen jeden druh majoritních nosičů

FET Field Effect Transistor unipolární tranzistory - aktivní součástky unipolární využívají k činnosti vždy jen jeden druh majoritních nosičů FET Field Effect Transistor unipolární tranzistory - aktivní součástky unipolární využívají k činnosti vždy jen jeden druh majoritních nosičů (elektrony nebo díry) pracují s kanálem jednoho typu vodivosti

Více

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH Jan Hruška TV-FYZ Ahoj, tak jsme tady znovu a pokusíme se Vám vysvětlit problematiku vedení elektrického proudu v látkách. Co je to vlastně elektrický proud? Na to

Více

Osnova přípravného studia k jednotlivé zkoušce Předmět - Elektrotechnika

Osnova přípravného studia k jednotlivé zkoušce Předmět - Elektrotechnika Osnova přípravného studia k jednotlivé zkoušce Předmět - Elektrotechnika Garant přípravného studia: Střední průmyslová škola elektrotechnická a ZDVPP, spol. s r. o. IČ: 25115138 Učební osnova: Základní

Více

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017 Tematické okruhy a hodnotící kritéria Střední průmyslová škola, 1/8 ELEKTRONICKÁ ZAŘÍZENÍ Přerov, Havlíčkova 2 751 52 Přerov Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017 TEMATICKÉ OKRUHY A HODNOTÍCÍ KRITÉRIA

Více

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Základní pojmy elektroniky Přednáška č. 1 Milan Adámek adamek@ft.utb.cz U5 A711 +420576035251 Základní pojmy elektroniky 1 Model atomu průměr

Více

LuminiGrow 450R1 poskytuje multifunkční pracovní nastavení a hospodárný způsob pro růst vašich rostlin. Odvod tepla

LuminiGrow 450R1 poskytuje multifunkční pracovní nastavení a hospodárný způsob pro růst vašich rostlin. Odvod tepla LuminiGrow 450R1 Nejpokročilejší kultivační LED svítidla, Vaše nejlepší volba! Vlastnosti: LuminiGrow 450R1 poskytuje multifunkční pracovní nastavení a hospodárný způsob pro růst vašich rostlin. Vysoký

Více

Spínače s tranzistory řízenými elektrickým polem. Používají součástky typu FET, IGBT resp. IGCT

Spínače s tranzistory řízenými elektrickým polem. Používají součástky typu FET, IGBT resp. IGCT Spínače s tranzistory řízenými elektrickým polem Používají součástky typu FET, IGBT resp. IGCT Základní vlastnosti spínačů s tranzistory FET, IGBT resp. IGCT plně řízený spínač nízkovýkonové řízení malý

Více

MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY

MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY Úloha č. 14a MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY ÚKOL MĚŘENÍ: 1. Změřte napětí U min, při kterém se právě rozsvítí červená, žlutá, zelená a modrá LED. Napětí na LED regulujte potenciometrem. 2. Nakreslete graf

Více

Základy elektrotechniky

Základy elektrotechniky Základy elektrotechniky Přednáška Tyristory 1 Tyristor polovodičová součástka - čtyřvrstvá struktura PNPN - tři přechody při polarizaci na A, - na K je uzavřen přechod 2, při polarizaci - na A, na K jsou

Více

8. Úvod do fyziky pevných látek

8. Úvod do fyziky pevných látek 8. Úvod do fyziky pevných látek V předchozích kapitolách jsme se seznámili s kvantově mechanickým popisem jednotlivých atomů. V této kapitole si ukážeme, že kvantová teorie umí stejně dobře popsat i seskupení

Více

Součástky s více PN přechody

Součástky s více PN přechody Součástky s více PN přechody spínací polovodičové součástky tyristor, diak, triak Součástky s více PN přechody první realizace - 1952 třívrstvé tranzistor diak čtyřvrstvé tyristor pětivrstvé triak diak

Více

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ. (40) Zveřejněno 31 07 79 N

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ. (40) Zveřejněno 31 07 79 N ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ R E P U B L I K A (19) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ 196670 (11) (Bl) (51) Int. Cl. 3 H 01 J 43/06 (22) Přihlášeno 30 12 76 (21) (PV 8826-76) (40) Zveřejněno 31 07

Více

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník Ing.František Moravec

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník Ing.František Moravec ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník Anotace CZ.1.07/1.5.00/34.0061 VY_32_ INOVACE_C.3.05 Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566,

Více

Sada 1 - Elektrotechnika

Sada 1 - Elektrotechnika S třední škola stavební Jihlava Sada 1 - Elektrotechnika 7. Polovodiče, P-N přechod, diody Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava šablony registrační číslo projektu:cz.1.09/1.5.00/34.0284 Šablona:

Více

III. Stacionární elektrické pole, vedení el. proudu v látkách

III. Stacionární elektrické pole, vedení el. proudu v látkách III. Stacionární elektrické pole, vedení el. proudu v látkách Osnova: 1. Elektrický proud a jeho vlastnosti 2. Ohmův zákon 3. Kirhoffovy zákony 4. Vedení el. proudu ve vodičích 5. Vedení el. proudu v polovodičích

Více

Charakteristiky optického záření

Charakteristiky optického záření Fyzika III - Optika Charakteristiky optického záření / 1 Charakteristiky optického záření 1. Spektrální charakteristika vychází se z rovinné harmonické vlny jako elementu elektromagnetického pole : primární

Více

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.3 Polovodiče a jejich využití Kapitola

Více

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.3 Polovodiče a jejich využití Kapitola

Více

3. Diody, tranzistory, tyristory, triaky, diaky. Použitá literatura: Jan Kesl: Elektronika I. a II. Internet

3. Diody, tranzistory, tyristory, triaky, diaky. Použitá literatura: Jan Kesl: Elektronika I. a II. Internet 3. Diody, tranzistory, tyristory, triaky, diaky Použitá literatura: Jan Kesl: Elektronika I. a II. Internet Diody - polovodiče s 1 přechodem PN Princip: zapojíme-li monokrystal PN dle obr. elektrony(-)

Více

ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ

ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ Polovodič - prvek IV. skupiny, v elektronice nejčastěji křemík Si, vykazuje vysokou čistotu (10-10 ) a bezchybnou strukturu atomové mřížky v monokrystalu.

Více

V-A charakteristika polovodičové diody

V-A charakteristika polovodičové diody FYZIKA V-A charakteristika polovodičové diody Studenti změří napětí na diodě a proud procházející diodou. Z naměřených hodnot sestrojí voltampérovou charakteristiku. Gymnázium Frýdlant, Mládeže 884, příspěvková

Více

Elektronika pro informační technologie (IEL)

Elektronika pro informační technologie (IEL) Elektronika pro informační technologie (IEL) Druhé laboratorní cvičení Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií v Brně Božetěchova 2, 612 66 Brno Cvičící: Petr Veigend (iveigend@fit.vutbr.cz)

Více

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka Tel-10 Suma proudů v uzlu (1. Kirchhofův zákon) Posuvným ovladačem ohmické hodnoty rezistoru se mění proud v uzlu, suma platí pro každou hodnotu rezistoru. Tel-20 Suma napětí podél smyčky (2. Kirchhofův

Více

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

TECHNICKÁ DOKUMENTACE Střední škola, Havířov-Šumbark, Sýkorova 1/613, příspěvková organizace TECHNICKÁ DOKUMENTACE Rozmístění a instalace prvků a zařízení Ing. Pavel Chmiel, Ph.D. OBSAH VÝUKOVÉHO MODULU 1. Součástky v elektrotechnice

Více

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY TEMATICKÉ OKRUHY ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY 1. Základní pojmy fyziky polovodičů. Pásová struktura její souvislost s elektronovým obalem atomu, vliv na elektrickou vodivost materiálů. Polovodiče vlastní a nevlastní.

Více

FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 3 FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 4

FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 3 FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 4 Využití vlastností polovodičových přechodů Oblast prostorového náboje elektrické pole na přechodu Propustný směr difůze majoritních nosičů Závěrný směr extrakce minoritních nosičů Rekombinace na přechodu

Více

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus Úloha č.: XI Název: Charakteristiky diody Pracoval: Pavel Brožek stud. skup. 12 dne 9.1.2009 Odevzdal

Více

elektronické moduly RSE SSR AC1A A1 FA 2 KM1 1 A FA 1 SA1 XV ma +24V +24V FA 2 24V AC RSE KT G12A 12 A FA 1 +24V 100 ma SA 1 XV 1

elektronické moduly RSE SSR AC1A A1 FA 2 KM1 1 A FA 1 SA1 XV ma +24V +24V FA 2 24V AC RSE KT G12A 12 A FA 1 +24V 100 ma SA 1 XV 1 Y elektronické moduly V Y V AC A M M RSE KT GA SA L A RSE SSR ACA A KM A SA Y V Y V AC A M M RSE KT GA SA L A RSE SSR ACA A KM A SA RSE D RSE D RA - SVORKA S OCHRAOU A ODDĚLOVACÍ DIODOU Základem svorky

Více

1 Polovodiče základní pojmy, vlastnosti. Přechody, diody, jejich struktura, vlastnosti a aplikace.

1 Polovodiče základní pojmy, vlastnosti. Přechody, diody, jejich struktura, vlastnosti a aplikace. 1 Polovodiče základní pojmy, vlastnosti. Přechody, diody, jejich struktura, vlastnosti a aplikace. Vypracoval: Vojta Polovodiče: Rozdělení pevných látek na základě velikosti zakázaného pásu. Zakázaný pás

Více

Počítačový napájecí zdroj

Počítačový napájecí zdroj Počítačový napájecí zdroj Počítačový napájecí zdroj je měnič napětí. Má za úkol přeměnit střídavé napětí ze sítě (230 V / 50 Hz) na napětí stejnosměrné, a to do několika větví (3,3 V; 5 V; 12 V). Komponenty

Více

TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK typ TENZ2109-5 Výrobu a servis zařízení provádí: ATERM, Nad Hřištěm 206, 765 02 Otrokovice Telefon/Fax: 577 932 759 Mobil: 603 217 899 E-mail: matulik@aterm.cz Internet: http://www.aterm.cz

Více