Elektřina a magnetizmus polovodiče

Vyšší odborná škola, Obchodní akademie a Střední odborná škola EKONOM, o. p. s. Litoměřice, Palackého 730/1

DUM Téma: polovodiče Varianta: A

Základy přírodních věd

DUM III/2-T3-11

Střední škola

Rok: 2012 – 2013

Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý a Mgr. Josef Kormaník

VÝKLAD

Elektřina a magnetizmus – polovodiče Obsah POLOVODIČ ............................................................................................................................................. 2 DĚLENÍ elektrických polovodičů .............................................................................................................. 2 PRINCIP FUNKCE polovodiče ................................................................................................................... 3 NEVLASTNÍ vodivost ................................................................................................................................ 4 příměrová vodivost typu N .................................................................................................................. 4 příměrová vodivost typu P .................................................................................................................. 4 Polovodičové součástky .......................................................................................................................... 5 TERMISTOR .......................................................................................................................................... 5 polovodičová DIODA ........................................................................................................................... 5 LED ....................................................................................................................................................... 6 Tranzistor............................................................................................................................................. 6

Operační program CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost Registrační číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0553 Název projektu Elektronická podpora zkvalitnění výuky Projekt je realizován v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurence schopnost, který je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a ze státního rozpočtu České republiky VY_32_INOVACE_T3-3-11_Polovodice.docx stránka 1


POLOVODIČ je látka, která  má větší měrný odpor než kov  má menší měrný odpor než izolant  jeho vodivost lze ovlivnit změnou podmínek o vnitřních – příměs jiného prvku o vnějších – dodáním energie (tepelné,světelné nebo elektrické)  při nízkých teplotách se chová jako izolant  zvyšováním teploty se hodnota odporu snižuje

závislost odporu na rostoucí teplotě

polovodičové atomové hodiny

DĚLENÍ elektrických polovodičů  podle STRUKTURY o krystalická – má jí většina polovodičů: Si, Ge, Se, C, S, In, … o amorfní – některá skla, amorfní Si  podle NOSITELE NÁBOJE o N polovodiče – majoritními nositeli náboje jsou elektrony (e–) o P polovodiče – majoritními nositeli náboje jsou elektronové díry (h+)



PRINCIP FUNKCE polovodiče

krystal Si při absolutní nule má 4 valenční elektrony v mřížce nejsou volné elektrony

   

po zahřátí se začnou valenční elektrony uvolňovat vznikají prázdná místa DÍRY (nositelé +)

uvolněnou díru zaplní uvolněné ELEKTRONY látka se stává elektricky vodivou

polovodič bez příměsí, nejčastější Si počet děr a elektronů je v polovodiči stejný se vzrůstající teplotou stoupá počet nosičů náboje vlastní vodivost polovodičů je malá

vlastní vodivost polovodiče



NEVLASTNÍ vodivost  vznikne dodáním cizího atomu do struktury krystalu  cizí prvky v krystalu nazýváme příměsi  nevlastní vodivost = příměsová vodivost  vlivem příměsi v polovodiči vznikne buď přebytek elektronů nebo děr  v technické praxi se převážně využívá příměsová vodivost příměrová vodivost typu N

 nahrazením více atomů Si atomy As nebo P  vznikne přebytek volných elektronů  elektronů je mnohem více než počet děr, které vznikly uvolněním elektronů z vazeb  vzniká elektronová vodivost  tuto vodivost nazýváme negativní  atomy příměsi se staly dárci elektronů = DONORY

příměsová vodivost polovodiče typu N

příměrová vodivost typu P

 nahrazením více atomů Si atomy B, Ga, In vznikne přebytek volných děr  volnou díru může zaplnit elektron z jiné vazby  vzniká děrová vodivost  tuto vodivost nazýváme pozitivní  atomy příměsi se staly příjemci elektronů = AKCEPTORY

příměsová vodivost polovodiče typu P



Polovodičové součástky TERMISTOR

 je polovodičová součástka  jeho vodivost značně závisí na teplotě  má malé rozměry a nepatrnou tepelnou kapacitu  umožňuje okamžité měření teploty termistor

polovodičová DIODA

 je polovodičová součástka s přechodem PN  používají se k usměrnění střídavého proudu  v jednom krystalu jsou dvě oblasti s různým typem vodivosti

elektrony i díry jsou přitahovány ke „své straně“ elektrický proud neprochází

elektrony i díry jsou přitahovány k opačné straně – začne procházet el. proud

přechod PN je zapojen v závěrném směru

přechod PN je zapojen v propustném směru



LED

 světlo emitující dioda  z PN přechodu zapojeného v propustném směru se emituje světelné záření

LED LED

Tranzistor

 součástky se dvěma PN přechody  fungují jako zesilovače – slabým proudem se řídí silný proud  základ dnešní elektroniky  mají tři vývody

tranzistrory

o B – báze (řídící elektroda) o E – emitor o C - kolektor

NPN a PNP bibolární trazistory




Elektřina a magnetizmus polovodiče

Recommend Documents