- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
Elektrický proud v polovodičích, plynech a kapalinách
F - Fyzika
Hodnocení materiálu:
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálXVII. Elektrický proud v polovodičích, plynech a kapalinách
Mechanismus vedení el. proudu v polovodičích
- polovodiče = látky jejichž rezistivita leží při obvyklých teplotách v intervalu 10-4 - 10-8 Ω.m
= látky jejichž elektrické vlastnosti závisí na teplotě a obsahu příměsí
= Si, Ge, Se, Te, C, PbS, CdS, GaAs
- nejjednodušší polovodičové elektronické součástky jsou termistory a fotorezistory
- polovodiče rozdělujeme na vlastní (termistor, fotorezistor, ...) a příměsové (polovodič typu P a typu N)
vlastní polovodiče:
termistor - je teplotně závislý rezistor vyrobený ze směsí oxidů (např. Fe2O3, CuO, ...)
- vyrábějí se ve tvaru tyčinek, destiček nebo perliček
- využívají se pro měření a regulaci teploty (klimatizace, ...), pro stabilizaci
elektrických obvodů,…
- při zahřátí se elektrony dostanou z valenční vrstvy → dochází k vytřesení = uvolnění elektronů z valenční vrstvy po zchladnutí se zase navážou zpět
fotorezistor - nejčastěji vyroben z CdS
- odpor neosvětleného fotorezistoru je větší než osvětleného fotorezistoru
- využívají se pro regulaci a měření osvětlení (pás na vracení lahví)
- Nobelovu cenu za vysvětlení fungování fotorezistoru dostal Einstein
příměsové polovodiče:
- vodivost atomu může ovlivnit i příměs - cizí atom
- nejčastěji je využíván křemík, který je čtyřvazný → vyrobit čistý křemík je velmi těžké - je požadována velká čistota a při 99,99999 čistotě může vést vlastní vodivostí
polovodič typu N polovodič typu P
polovodič typu N - krystal křemíku, který obsahuje jako příměsi atomy s oxidačním číslem 5 získá elektronovou vodivost → v takto upraveném krystalu je mnohem více volných elektronů než děr, které zde vznikají tepelnou generací párů elektron - díra → elektrony jsou majoritní = většinové nosiče náboje → polovodič typu N = negativní = záporné částice
- celkový proud je dán vytřesením elektronů z vazeb + toho prvku co dodáme
polovodič typu P - krystal křemíku, který obsahuje jako příměsi atomy s oxidačním číslem 3 získá děrovou vodivost → v takto upraveném krystalu vznikají díry, které ale mohou být zaplněny volnými elektrony sousedního křemíku = akceptor → díry tvoří většinové = majoritní nosiče náboje a elektrony jsou minoritní = menšinové částice → polovodič typu P → díry jsou kladné = pozitivní částice
- celkový proud je dán elektrickým proudem + děrovým proudem ►
I = Id + Ie
- při zvýšení teploty dojde k uvolnění elektronů → vlastní vodivost
- při zvýšení teploty dochází vytřesením elektronů ke vzniku děr
Základní typy vodivosti
vlastní:
- mezi materiály pro výrobu polovodičových součástech zaujímá prioritní místo křemík → při teplotách blízkým 0K je izolantem, ale při běžných teplotách - asi 20oC - dochází k vytřesení některých elektronů z vazeb → na uvolněném místě * díra (kladná) → volné díry a elektrony se v krystalu chaoticky pohybují → setká-li se elektron a díra, elektron zaplňuje díru, ztrácí svou energii a stávají se opět vazebnou dvojicí → v polovodičích je takto udržována dynamická rovnováha mezi tvorbou = generací párů elektron - díra a jejich rekombinací = zánikem
- zapojíme-li polovodič do elektrického obvodu, * v něm elektrické pole, které způsobuje uspořádaný pohyb děr ve směru intenzity elektrického pole a volných elektronů ve směru opačném
- výsledný elektrický proud je dán součtem proudu elektronového a děrového ►
I = Ie + Id
- látky výhradně s touto vodivostí jsou vlastní polovodiče
- kromě pohybu v krystalové mřížce ji může vyvolat i dopad záření na povrch polovodiče → generování páru elektron – díra vlivem světelného záření = vnitřní fotoelektrický jev
elektronová:
-
děrová:
-
Princip polovodičových součástek - dioda
- polovodičová dioda je součástka s dvěma vývody připojenými ke krystalu polovodiče s jediným přechodem PN → vývod spojený s oblastí P = anoda, vývod spojený s oblastí N = katoda
- polovodičová dioda je nelineární součástka, která se neřídí Ohmovým zákonem → její vodivost závisí nejen na velikost, ale i na orientaci připojeného napětí ↓
- diodový jev = závislost vodivosti diody na polaritě připojeného napětí
- je-li dioda zapojena v propustném směru (potenciál anody je větší než
potenciál katody) obvodem prochází téměř stejný proud jako bez diody
- je-li zapojena v závěrném směru (potenciál katody je větší než potenciál
anody), prochází diodou nepatrný proud
- slouží k usměrňování stejnosměrného proudu ↓
Graetzovo zapojení:
- v oblasti přechodu PN konají elektrony neuspořádaný pohyb v krystalu → na rozhraní obou oblastí se setkávají a vzájemnou rekombinací zanikají → * hradlová vrstva = převládá zde elektrické působení nepohyblivých iontů příměsí = kladných donorů v oblasti N a záporných akceptorů v oblasti P → nastává rovnovážný stav, při kterém se v hradlové vrstvě nenacházejí volné částice s nábojem a její velký odpor rozhoduje o celkovém odporu diody
- zapojíme-li diodu do obvodu v propustném směru, je elektrické pole orientováno opačně než pole hradlové vrstvy a potlačí ji → prochází zde elektrický proud
- zapojíme-li diodu v závěrném směru, hradlová vrstva se zvětší a dioda je prakticky nevodivá
- voltampérová charakteristika diody je graf závislosti proudu na napětí
- křemíkové usměrňovací a stabilizační diody mají v propustném směru prakticky stejnou charakteristiku → proud je zpočátku velmi malý a teprve po dosažení prahového napětí začíná rychle růst → při trvalém zatížení nesmí překročit určitou hodnotu
- usměrňovacími diodami v závěrném směru prochází velmi malý proud → napětí na diodě nesmí překročit průrazné napětí, jinak by došlo k prudkému nárůstu proudu a ke zničení diody
- stabilizační dioda v závěrném směru může fungovat i při překročení průrazného napětí → nazývá se Zenerovo napětí ► nedestruktivní průraz
- máme různé typy diod: hrotové, luminiscenční (LED), fotodiody, ...
Tranzistor
- patří k nejdůležitějším polovodičovým součástkám
- tvoří ho krystal polovodiče s dvěma přechody PN → střední část krystalu je báze B a přechody PN ji oddělují od oblastí s opačným typem vodivosti
Vloženo: 20.12.2010
Velikost: 4,69 MB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu F - Fyzika
Podobné materiály
- F - Fyzika - Elektrický zdroj
- F - Fyzika - magnetoelektrický poměrový
- F - Fyzika - Elektrický proud v elektrolytech
- F - Fyzika - Elektrický proud v kapalinách, plynech a ve vakuu
- F - Fyzika - Elektrický proud v polovodičích
- F - Fyzika - Elektrický proud v kapalinách a plynech.
- F - Fyzika - Elektrický proud ve vodičích a polovidičích
- D - Dějepis - Myšlenkové a politické proudy 19.století
- E - Ekonomie - Hlavní makroekonomické proudy v historii, Základní ukazatele makroekonomie
- CJ - Český jazyk - Demokraticky proud ceske prozy mezivalecneho obdobi, spolecensky roman
- CJ - Český jazyk - Demokratický proud v meziválečné próze
- CJ - Český jazyk - Demokratický proud
- CJ - Český jazyk - Karel Čapek- demokratický proud v č. literatuře, Bass, Poláček, Glazarová
- F - Fyzika - Obvody stejnosměrného proudu
- F - Fyzika - Obvody střídavého proudu
- LIT - Literatura - Další proudy v české próze
- LIT - Literatura - Demokrat. proud v české próze
- LIT - Literatura - Demokratický proud meziválečné české prózy
- LIT - Literatura - Demokratický proud
- LIT - Literatura - Hlavní proudy a osobnosti české prózy 1. pol. 20. stol
- LIT - Literatura - Hlavní proudy a představitelé české prózy v letech 1945- 1968
- LIT - Literatura - Proudy a osobnosti české prózy
- LIT - Literatura - Příčiny a hlavní proudy českého národního obrození, myšlenka slovanské vzájemnosti
- LIT - Literatura - Tři proudy v české próze po roce 1968
- F - Fyzika - el. proud, el. obvody
- F - Fyzika - plyny, výboje, stříd. proud
- CJ - Český jazyk - Demokratický proud v české próze 20. a 30. let 20. století
- CJ - Český jazyk - Socialistický proud v české próze 20. a 30. let 20. století
- LIT - Literatura - Demokratický proud v České literatuře
- LIT - Literatura - Historická próza v proudu času (romantické a realistické z
- D - Dějepis - Nové Myšlenkov Proudy 1
- CJ - Český jazyk - Um. proudy přelomu 19. a 20. st.
- CJ - Český jazyk - Demokraticky proud 2
- CJ - Český jazyk - Demokraticky proud
- CJ - Český jazyk - Hlavní proudy v české próze mezi světovými válkami
- CJ - Český jazyk - Avantgardní umělecké proudy 1. pol. 20. století
- CJ - Český jazyk - Demokratický proud české meziválečné prózy
- LIT - Literatura - Demokratický proud
- CJ - Český jazyk - Moderní umělecké proudy na přelomu 19. – 20. století
- CJ - Český jazyk - Spisovatelé demokrat.proudu Čapek, Poláček..
- D - Dějepis - NOVÉ MYŠLENKOV PROUDY 1
- CJ - Český jazyk - demokraticky proud
- CJ - Český jazyk - NEJVÝZNAMNĚJŠÍ OSOBNOSTI A PROUDY..
- LIT - Literatura - Významní autoři a proudy ve světové literatuře po roce 1945 do současnosti
- F - Fyzika - střídavý proud
- F - Fyzika - Historie tepelných motorů,raketové a proudové motory
- LIT - Literatura - demokratický proud v české literatuře
- F - Fyzika - Obvod stejnosměrného elektrického proudu
- F - Fyzika - Pojmy střídavého proudu
Copyright 2024 unium.cz