Polovodiče, dioda. Richard Růžička

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

Elektrický proud v polovodičích

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

7. Elektrický proud v polovodičích

Elektřina a magnetizmus polovodiče

7. Elektrický proud v polovodičích

Elektronika pro informační technologie (IEL)

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

17. Elektrický proud v polovodičích, užití polovodičových součástek

Polovodiče ELEKTROTECHNIKA TO M Á Š T R E J BAL

VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů

Sada 1 - Elektrotechnika

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

Polovodičové diody Definice

Nezkreslená věda Vodí, nevodí polovodič? Kontrolní otázky. Doplňovačka

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

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

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

Základy elektrotechniky

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

Laboratorní práce č. 2: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

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

2.3 Elektrický proud v polovodičích

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Neřízené polovodičové prvky

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

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

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

Polovodičové usměrňovače a zdroje

Dioda jako usměrňovač

VY_32_INOVACE_ELT-1.EI-18-VODIVOST POLOVODICU. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

Elektronika pro informační technologie (IEL)

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

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH

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

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

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

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

A8B32IES Úvod do elektronických systémů

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

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Laboratorní práce č. 3: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

8. Úvod do fyziky pevných látek

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Polovodičové diody. Dělení polovodičových diod podle základního materiálu: Germaniové Křemíkové Galium-arsenid+Au

Téma: Číslo: Anotace: Prosinec Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

1.1 Usměrňovací dioda

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII MĚŘENÍ NA AKTIVNÍCH SOUČÁSTKÁCH

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

PODPORA ELEKTRONICKÝCH FOREM VÝUKY

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

5. Vedení elektrického proudu v polovodičích

ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ

4.3.2 Vlastní a příměsové polovodiče

MĚŘENÍ POLOVODIČOVÉHO USMĚRŇOVAČE STABILIZACE NAPĚTÍ

Dioda - ideální. Polovodičové diody. nelineární dvojpól funguje jako jednocestný ventil (propouští proud pouze jedním směrem)

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

3.5. Vedení proudu v polovodičích

Usměrňovače, filtrace zvlněného napětí, zdvojovač a násobič napětí

Obrázek a/struktura atomů čistého polovodičeb/polovodič typu N

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

Polovodičové diody Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_02_Jednofázové, třífázové a řízené usměrňovače Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing.

Elektrický proud. Elektrický proud : Usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem. Kovy: Usměrněný pohyb volných elektronů

Polovodičové součástky

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.

ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH, PLYNECH A POLOVODIČÍCH

Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Teoretick a elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. L eto 2017

Elektrický zdroj (zdroj napětí) 1 of :55

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Projekt Pospolu. Polovodičové součástky tranzistory, tyristory, traiky. Pro obor M/01 Informační technologie

Zvyšování kvality výuky technických oborů

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Měření charakteristik fotocitlivých prvků

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

Sada 1 - Elektrotechnika

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě zenerova dioda její hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

Charakteristiky diod. Cvičení 5. Elektronické prvky A2B34ELP. V-A charakteristika diody a její mezní parametry

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

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

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

MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY

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

Polovodičov. ové prvky. 4.přednáška

_PL: STŘÍDAVÝ PROUD _PL: TRANSFORMÁTOR _VA

Zdroje napětí - usměrňovače

Parametry a aplikace diod

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

VODIVOST x REZISTIVITA


VÝKONOVÉ POLOVODIČOVÉ PRVKY

Součástky v elektronice pro OV_MET_2

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

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ. Katedra technologií a měření BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Návrh laboratorní úlohy s varikapem

Zvyšování kvality výuky technických oborů

2. Jaké jsou druhy napětí? Vyberte libovolný počet možných odpovědí. Správná nemusí být žádná, ale také mohou být správné všechny.

1.1 Pokyny pro měření

Transkript:

Polovodiče, dioda Richard Růžička

Motivace... Chceme součástku, která propouští proud jen jedním směrem. I + - - + Takovou součástkou může být polovodičová dioda.

Schematická značka polovodičové diody Anoda Katoda

Jak je to uděláno? Polovodiče mají větší měrný elektrický odpor než kovy, řádově 10-4 Ωm až 10-8 Ωm, jejich odpor se s rostoucí teplotou rychle zmenšuje (u kovů se naopak zvyšuje) polovodiče jsou např. Si, Ge, Se,...

Vlastní polovodiče Vlastní polovodiče - např. čistý Siči Ge, má 14 elektronů, z toho 10 je pevně vázáno a 4 tvoří el. vazebné dvojice se sousedními atomy Si v krystalové mřížce (kovalentní vazba), atom je tak v elektroneutrálním stavu (je izolantem), již při běžných teplotách je energie dodaná vazebním elektronům dostatečná, aby se uvolnily vazby, vznikají tak současně dva druhy částic s nábojem - volné elektrony a díry, usazením elektronu do díry zanikají tyto dvě částice - rekombinace,

Vlastní polovodiče Včistém Si (Ge) je počet děr roven počtu volných elektronů, není-li polovodič zapojen do obvodu, pak se elektrony a díry pohybují neuspořádaně, při zapojení se částice pohybují uspořádaně, veličina el. proud se tak rovná součtu elektronového a děrového proudu.

Nevlastní polovodiče Příměsové (nevlastní) polovodiče - hustota párů elektron - díra u vlastních polovodičů je pro praktické použití nedostatečná, proto se zvýšení hustoty elektronů nebo děr dosáhne přítomností příměsi, vedle vodivosti vlastní pak vzniká i vodivost příměsová.

Elektronová vodivost elektronová vodivost - jako příměs je použit např. fosfor či Arsen, který má 5 valenčních elektronů, Si nebo Ge jenom 4, takže je k dispozici jeden volný elektron a fosfor nazýváme donorem (dárcem), elektrony jsou zde většinové majoritní nosiče náboje, díry pak menšinové (minoritní). Polovodiče, jejichž příměsovou vodivost způsobují elektrony, jsou polovodiče typu N - polovodiče s elektronovou vodivostí.

Elektronová vodivost

Děrová vodivost děrová vodivost - vzniká v Si příměsí např. bóru nebo India se třemi valenčními elektrony, tím v obsazení vazeb s Si (Ge) chybí jeden elektron - vzniká tedy díra, díry jsou zde většinovými nosiči náboje, bór je nazýván akceptor. polovodiče, jejichž příměsovou vodivost způsobují díry, jsou polovodiče typu P - polovodiče s děrovou vodivostí. Díra je pouze fiktivní částice je to chybějící elektron, tedy má kladný náboj.

Děrová vodivost

Přechod PN je rozhraní mezi dvěma polovodiči s různým typem vodivosti. Na rozhraní vzniká tzv. potenciálová bariéra. V ní dojde k rekombinaci volných nosičů náboje.

Závěrně polarizovaný přechod PN + - Volné elektrony z oblasti N jsou přitahovány ke kladnému pólu zdroje (mají záporný náboj), díry z oblasti P jsou přitahovány k zápornému pólu. Potenciálová bariéra se zvětší, proud neprotéká.

Propustně polarizovaný přechod PN - I + Volné elektrony z oblasti N jsou přitahovány ke kladnému pólu zdroje (mají záporný náboj) přes oblast P, díry jsou přitahovány k zápornému pólu. Potenciálová bariéra zanikne, nosiče náboje putují přes přechod, protéká proud.

Dioda = polovodičový PN přechod Anoda Katoda

Elektrické vlastnosti diody

Dioda v závěrném směru I R - +

Mezní parametry I FAV (Forward AVerage) max. povolená stř. hodnota proudu v propustném směru. I FSM (Forward Surge Maximum) maximální jednorázový proudovýimpuls. U RRM (Reverse Repetitive Maximum) max. opakovatelné závěrné napětí. U RSM (Reverse Surge Maximum) max. neopakovatelné závěrné napětí.

Příklad běžná usměrňovací dioda 1N4007

Dynamické vlastnosti Doba závěrného zotavení t rr Příklad: 1N4007 má t rr = až 700ns

Přechod kov-polovodič Schottkyho dioda Hlavní výhoda: rychlost srovnání běžné (PN) a Schottkyho diody:

Použití diod jednocestný usměrňovač

Dvoucestný usměrňovač

Můstkový usměrňovač

Třífázový usměrňovač

Stabilizátor se zenerovou stabilizační diodou

Zdvojovač napětí V první záporné půlperiodě se nabije kondenzátor C1 na napětí dané amplitudou zdroje. V následující kladné půlperiodě je napětí na C1 a napětí zdroje v sérii, C2 se tedy nabije na součet těchto napětí. Zdvojovače lze řadit do kaskády a získat tak násobič napětí. Vstupem je střídavé napětí, výstupem je stejnosměrné!

Svítivá dioda - LED = 3V 1,3V 1,8 1,6 1,4 1,2 Anoda 1 0,8 1,7V 0,6 Katoda 0,4 0,2 0-0,2 0 0,5 1 1,5 2 I = U/R = 1,3/1000 = 1,3mA

Polymerová LED