2.3 Elektrický proud v polovodičích

Podobné dokumenty
Elektrický proud v polovodičích

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

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

Elektřina a magnetizmus polovodiče

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů

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

7. Elektrický proud v polovodičích

Kód VM: VY_32_INOVACE_5 PAV04 Projekt: Zlepšení výuky na ZŠ Schulzovy sady registrační číslo: CZ.1.07./1.4.00/

17. Elektrický proud v polovodičích, užití polovodičových součástek

7. Elektrický proud v polovodičích

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

Nezkreslená věda Vodí, nevodí polovodič? Kontrolní otázky. Doplňovačka

Laboratorní práce č. 3: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

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

Polovodiče, dioda. Richard Růžička

Laboratorní práce č. 2: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

Polovodičové diody Definice

Polovodiče ELEKTROTECHNIKA TO M Á Š T R E J BAL

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

5. Vedení elektrického proudu v polovodičích

ELEKTRICKÝ PROUD V POLOVODIČÍCH

Polovodičové senzory. Polovodičové materiály Teplotní závislost polovodiče Piezoodporový jev Fotonové jevy Radiační jevy Magnetoelektrické jevy

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH

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

ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH, PLYNECH A POLOVODIČÍCH

6. STUDIUM SOLÁRNÍHO ČLÁNKU

Elektronika pro informační technologie (IEL)

Úvod do moderní fyziky. lekce 9 fyzika pevných látek (vedení elektřiny v pevných látkách)

Sada 1 - Elektrotechnika

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Název projektu: EU peníze školám. Základní škola, Hradec Králové, M. Horákové 258

Sada 1 - Elektrotechnika

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

ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ

λ hc Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově. 07_3_Elektrický proud v polovodičích

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

Osnova přípravného studia k jednotlivé zkoušce Předmět - Elektrotechnika

Měření charakteristik fotocitlivých prvků

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

b) nevodiče izolanty nevedou el. proud plasty, umělé hmoty, sklo, keramika, kámen, suché dřevo,papír, textil

U BR < 4E G /q -saturační proud ovlivňuje nárazovou ionizaci. Šířka přechodu: w Ge 0,7 w Si (pro N D,A,Ge N D,A,Si ); vliv U D.

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, polovodiče

3.5. Vedení proudu v polovodičích

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Osnova: 1. Polovodiče materiály, dotace 2. Polovodičové diody 3. Dynamické parametry. 5. Aplikace diod

11. Polovodičové diody

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Součástky v elektronice pro OV_MET_2

4.3.2 Vlastní a příměsové polovodiče

Fotoelektrické snímače

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII MĚŘENÍ NA AKTIVNÍCH SOUČÁSTKÁCH

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

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY

Dioda jako usměrňovač

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

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

Polovodi e. Petr Ba ina. 16. ledna 2017

Historie. Fotovoltaické elektrárny

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

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

VY_32_INOVACE_ELT-1.EI-20-VYROBA INTEGROVANEHO OBVODU. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

Energetika v ČR XVIII. Solární energie

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

4.2.4 Elektronické součástky (cvičení)

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Interakce ve výuce základů elektrotechniky

Zvyšování kvality výuky technických oborů

SNÍMAČE. - čidla, senzory snímají měří skutečnou hodnotu regulované veličiny (dávají informace o stavu technického zařízení).

Polovodičov. ové prvky. 4.přednáška

Měřicí řetězec. měřicí zesilovač. převod na napětí a přizpůsobení rozsahu převodníku

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

Plán doučování z fyziky kvarta Učebnice: Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia Nakladatelství Fraus 2007

ÚSPĚŠNÉ A NEÚSPĚŠNÉ INOVACE LED MODRÁ DIODA. Hana Šourková

V-A charakteristika polovodičové diody

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Polovodiče TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

Studijní opora pro předmět Technologie elektrotechnické výroby

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Fotodioda ve fotovodivostním a fotovoltaickém režimu OPTRON

Fotoelektrické snímače

15. Elektrický proud v kovech, obvody stejnosměrného elektrického proudu

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

Charakteristiky optoelektronických součástek

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě nízkofrekvenční nevýkonový tranzistor KC 639. Mezní hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

Polovodičové diody Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Zvyšování kvality výuky technických oborů

ZÁKLADNÍ POJMY KVANTOVÉ FYZIKY, FOTOELEKTRICKÝ JEV. E = h f, f je frekvence záření, h je Planckova

Bipolární tranzistory

Úloha 5: Charakteristiky optoelektronických součástek

Základní poznatky o vedení elektrického proudu, základy elektroniky

VY_32_INOVACE_ENI_3.ME_15_Bipolární tranzistor Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Miroslav Krýdl

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

Základy elektrotechniky

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. výstup

Transkript:

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 s rostoucí teplotou klesá odpor s rostoucí intenzitou osvětlení klesá příměsi zvyšují jejich vodivost Si; Ge; Se; Te; C; PbS; CdS; GaAs; ρ 10 10 Ωm

2.3.1 Vlastní polovodiče termistor fotorezistor A teplotně závislý rezistor ze směsi oxidů např, Fe 2 O 3, TiO 2, CuO, io aj. s rostoucí teplotou se snižuje odpor a roste proud Užití: měření a regulace teploty, stabilizace el. obvodů, měření rychlosti průtoku kapaliny A rezistor zhotovený nejčastěji z CdS, jehož odpor je závislý na osvětlení s osvětlením se snižuje odpor a roste proud neosvětlený má odpor 10 6 Ω po osvětlení klesá na 10 3 10 2 Ω Užití: regulace a měření osvětlení (expozimetr), ovlád. přístrojů (fotobuňka), zabezpeč. zařízení (muzea)

vlastní vodivost má např. čistý monokrystalický křemík Si 14-14 elektronů z toho 4 valenční - vazba se 4 sousedními atomy - při nízkých teplotách izolant - kolem 20 C vznik párů elektron díra 20 C 10 16 e - /m 3 300 C 1,8.10 19 e - /m 3 - generování párů elektron díra účinkem osvětlení = vnitřní fotoelektrický jev

2.3.2 Příměsové polovodiče - vznikají přidáním malého množství příměsi do vlastního polovodiče (Si, Ge..) - isou vodivé za každé teploty polovodič typu příměs z 5. skupiny (P, As, Sb) = donor 1 valenční e - se neuplatní při vazbě je volný při libovolné teplotě elektronová vodivost (počet e - > počet děr)

polovodič typu P příměs ze 3. skupiny (B, Al, Ga, In) = akceptor 1 valenční e- chybí pro vazbu vzniká díra děrová vodivost (počet děr > počet e-)

Polovodič v elektrickém poli volné elektrony se pohybují směrem k a obsazují přitom díry díry se pohybují směrem k Elektrický proud v polovodičích je uspořádaný pohyb volných elektronů a děr. Platí: I = I e I d

Polovodičová dioda je polovodičová součástka s jedním P přechodem P V praxi se P přechod vytváří např. sléváním: na křemíkovou destičku typu se položí kousek hliníku a zahřeje na teplotu t AL < t < t Si, atomy hliníku proniknou do krystalu a vytvoří malou oblast typu P

Polovodičová dioda E E je polovodičová součástka s jedním P přechodem P a rozhraní P se vytvoří tzv. HRADLOVÁ VRSTVA s intenzitou, která zabrání v přecházení dalším elektronům. (tloušťka hradlové vrstvy asi 1 µm) E

Diodový jev svítí P P nesvítí Dioda je zapojena v PROPUSTÉM SMĚRU, dioda propouští elektrický proud. Dioda je zapojena v ZÁVĚRÉM SMĚRU, dioda nepropouští elektrický proud.

Diodový jev vysvětlení P P E E vnější elektrické pole hradlovou vrstvu zruší obvodem prochází elektrický proud vnější elektrické pole hradlovou vrstvu posílí obvodem prochází jen nepatrný proud menšinových nosičů

Voltampérová charakteristika diody I/mA 300 250 200 150 100 50 0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 U/V U F0 prahové napětí I FM nejvyšší hodnota proudu při trvalém zatížení (udává výrobce) U BR průrazné napětí (v závěrném směru nesmí být překročeno)

Využití diod usměrňování střídavého proudu ve stabilizačních obvodech (Zenerova d.) světelná signalizace nebo osvětlení (LED) přeměna světelné energie na elektrickou (fotodioda)

LED = light emitting diod luminiscenční dioda vyrábí se z arsenidu galia GaAs děje na P přechodu jsou provázeny vznikem viditelného nebo infračerveného záření

LED = light emitting diod -indikace stavu elektrozařízení -automobilové reflektory -dopravní světla a značení -velkoplošné obrazovky -čelovky, baterky -displej -počítačová myš

Fotodioda světlo pronikající k P přechodu generuje páry elektron-díra osvětlená fotodioda se stává zdrojem elektrického napětí výroba solárních (fotovoltaických) článků

Tranzistor je polovodičová součástka se dvěma P přechody typ P B C typ PP B C E P šipka ven E P P P

Tranzistorový jev P P V obou případech je vždy jeden z P přechodů zapojen v závěrném směru a tranzistorem proud neprochází.

Tranzistorový jev B C E Po připojení báze ke zdroji napětí se tranzistor OTEVŘE. Malým proudem v obvodu (báze emitor) se uzavírá obvod (kolektor emitor) s velkým proudem. Tranzistor pracuje jako zesilovač proudu.

Teplotní čidlo t B C E - při zvyšování teploty klesá odpor termistoru, tranzistor se zavře, žárovka zhasne - po zchladnutí termistoru se žárovka znovu rozsvítí Využití: v obvodech, kde je třeba hlídat teplotu např. při vytápění objektů

Automatické osvětlení B C E - při zatmívání fotorezistoru roste jeho odpor, tranzistor se otevře, žárovka se rozsvítí - při osvětlení fotorezistoru, klesá jeho odpor, tranzistor se zavře, žárovka zhasne Využití: noční osvětlení schodiště, samočinné veřejné osvětlení ulic a budov po setmění