Nzev ablony Inovace ve fyzice 52F 1116 11

Název šablony: Inovace ve fyzice 52/F 11/16. 11. 2012, Slabá Janoutová Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Název výukového materiálu: Vlastní vodivost Autor: Bc. Jana Slabá Janoutová Předmět: Fyzika Třída: IX. Tématický okruh: Elektrický proud v polovodičích Téma: Vlastní vodivost Druh výukového materiálu: prezentace Použití ICT: interaktivní tabule, interaktivita Didaktické, metodické poznámky (popis použití výukového materiálu ve výuce): výklad je věnován polovodičům, vlastní vodivosti a přehlednými snímky pro představu. Žák se seznámí s principem a použitím polovodičových součástek – termistor a fotorezistor. Na závěr prezentace zařazena interaktivita ve formě spojení správných pojmů. Výklad navazuje na učebnici Fyzika pro 9. ročník, FRAUS 2007, str. 42 -44. Použité zdroje: http: //www. tabulka. cz/ http: //cs. wikipedia. org/wiki/K%C 5%99 em%C 3%ADk http: //www. studopory. vsb. cz/studijnimaterialy/Fyzikaprobakalare/PDF/3_05_Vedeni_v_polovodicich. pdf [1] použit obrázek www. eucitel. cz/software/FYZIKA/el_proud/polovodice. pps - použito 5 snímků představující pohyb děr [2], [3], [4], [5], [6], http: //obrazky. cz/detail? q=fotorezistor&offset=1&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=1&ref=http%3 A//www. seznam. cz/&res. ID=CPt. EDWDhd. D 8 rw. VNrae 9 KHo. ZS_Tdu. Y 9 zl. VMr. KCwlx. Keg&img. URL=http%3 A//lucy. troja. mff. cuni. cz/%7 Etichy/elektros s/obrazky/fotorezistor 3. jpg&page. URL=http%3 A//lucy. troja. mff. cuni. cz/%7 Etichy/elektross/soucastky/zadny_prechod/fotorezistor. html&img. X=383&img. Y=337&img. Size=11&th. URL=http%3 A//media 1. picsearch. com/is%3 FCPt. EDWDhd. D 8 rw. VNrae 9 KHo ZS_Tdu. Y 9 zl. VMr. KCwlx. Keg&th. X=128&th. Y=112&q. No. Site=fotorezistor&site. WWW=&s. Id=pm. VWg. WJEwkbrn. OMn. Vbtd http: //obrazky. cz/detail? q=termistor&offset=19&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=27&ref=http%3 A//obrazky. cz/%3 Fstep%3 D 20%26 filter%3 D 1%26 s%3 D%26 size%3 Dany%26 s. Id%3 Dpm. VWg. WJEwkbrn. OMn. Vbtd%26 orientation%3 D%26 q%3 Dter mistor&res. ID=nab. Kr 7 p. Nwh 6 ne 38 Xvvc. Jisa. M 7 jk. Wn 1 y 0 l 5 k. EU 4 o. SNA 4&img. URL=http%3 A//www. ezk. cz/images/ter 640_ntc_small. jpg&page. URL=http%3 A//www. ezk. cz/termistory. htm&img. X=61&img. Y=150&img. Size=3&th. URL=http%3 A//media 3. picsear ch. com/is%3 Fnab. Kr 7 p. Nwh 6 ne 38 Xvvc. Jisa. M 7 jk. Wn 1 y 0 l 5 k. EU 4 o. SNA 4&th. X=52&th. Y=128&q. No. Site=termistor&site. WWW=&s. Id=pm. VWg. WJEw 80 Bn. Ov. Xdn. LL http: //upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/thumb/c/c 0/Photo-Polyswitch. jpg/220 px-Photo-Polyswitch. jpg http: //obrazky. cz/detail? q=termistor&offset=127&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=132&ref=http%3 A//obrazky. cz/%3 Fstep%3 D 20%26 filter%3 D 1%26 s%3 D%26 size%3 Dany%26 s. Id%3 Dpm. VWg. WJEwa. Zpnhj_S 86 H%26 orientation%3 D%26 q%3 Dter mistor%26 from%3 D 109&res. ID=kdwxg. QI 8 YDQTVpzv. Ri 5 Ji 4 vd_R_5_Iqkdok 5 MAtn. Sk&img. URL=http%3 A//www. cyfronika. home. pl/art 69/trp_rh. jpg&page. URL=http%3 A//www. cyfronika. home. pl/Iark 3 p 1. htm&img. X=150&img. Y=400&img. Size=33&th. URL=http%3 A//media 3. picsearch. com/is%3 Fk dwxg. QI-8 YDQTVpzv. Ri 5 Ji 4 vd_R_5_Iqkdok 5 MAtn. Sk&th. X=48&th. Y=128&q. No. Site=termistor&site. WWW=&s. Id=pm. VWg. WJECk. Lvnhv. Bgj. MB http: //obrazky. cz/detail? q=k%C 5%99 em%C 3%ADk&offset=1&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=4&ref=http%3 A//www. seznam. cz/&res. ID=8395 K 6 ODQVECa 4 F 93 Ge. VZam. Hdzg. Wd. PKhyk. Ze 91 z. Hxu 4&img. URL=http%3 A//chemickeprvky. euweb. cz/o brazky/kremik 2. jpg&page. URL=http%3 A//chemickeprvky. euweb. cz/kremik. htm&img. X=250&img. Y=197&img. Size=19&th. URL=http%3 A//media 1. picsearch. com/is%3 F 8395 K 6 ODQVECa 4 F 93 Ge. VZam. Hdzg. Wd. PKhyk. Ze 91 z. Hxu 4&th. X=128&th. Y=100&q. No. Site =k%C 5%99 em%C 3%ADk&site. WWW=&s. Id=pm. VWg. WJEw. CJKnhvra. P 85 http: //www. detoxdome. com/Resources/fir/germanium. gif

Vlastní vodivost

Periodická tabulka prvků křemík germanium

Křemík a germanium • roku 1871 objevil Mendělejev nový prvek a nazval ho ekasilicuim (prvek po křemíku) • eka silicium = nejbližší křemíku • roku 1886 objevil tento prvek německý fyzik Winkler a nazval ho podle své vlasti germanium Co mají tyto chemické prvky společného? * neobvyklé elektrické vlastnosti * patří mezi polovodiče

Polovodič * někdy se chová jako vodič a někdy jako nevodič * pevná látka, jejíž elektrická vodivost závisí na vnějších nebo vnitřních podmínkách • vnější podmínky -dodání některého z druhů energie: - tepelné - světelné * vnitřní podmínky - příměs jiného prvku v polovodiči.

Polovodičové součástky

Křemík • prvek hojně se vyskytující v zemské kůře • slouží jako základní materiál pro výrobu polovodičových součástek • základní surovina pro výrobu skla a významná součást keramických a stavebních materiálů • značka Si • ve valenční vrstvě má 4 elektrony

díra volný elektro [1] a)čistý křemík při velmi nízké teplotě. V látce nejsou volné elektrony a proto se chová jako nevodič b) Znázornění páru volný elektron-díra. Zvýšením teploty se uvolní volný elektron a po něm vznikne díra a látka se chová jako polovodič

Volné elektrony a díry Volné elektrony • v čistém křemíku při velmi nízké teplotě jsou valenční elektrony vázány • v látce nejsou volné elektrony, proto se látka chová jako nevodič nebo li izolant • zvýšením teploty se uvolní elektron a stává se volným • mají elektrický záporný náboj • jsou nositelem elektrického náboje Díry • místa, kde se nacházely elektrony před uvolněním • přiřazuje se jim kladný elektrický náboj

ČISTÝ POLOVODIČ ZA NÍZKÉ TEPLOTY [2]

ČISTÝ POLOVODIČ ZA ZVÝŠENÉ TEPLOTY [3]

ČISTÝ POLOVODIČ ZA ZVÝŠENÉ TEPLOTY [4]

ČISTÝ POLOVODIČ ZA ZVÝŠENÉ TEPLOTY [5]

ČISTÝ POLOVODIČ ZA ZVÝŠENÉ TEPLOTY [6]

Polovodiče • látky, u kterých zvýšením teploty dochází k vytváření volných elektronů a děr • vlivem tepelného kmitání (zvýšení teploty) • v čistém polovodiči je stejný počet volných elektronů a děr • čistém polovodiči je elektrický proud veden zápornými volnými elektrony a kladnými dírami

Odpor čistého polovodiče R/Ω t/°C odpor čistého polovodiče s rostoucí teplotou klesá

Termistor • polovodičová součástka závislá na teplotě (při vyšší teplotě vzniká více párů - volný elektron – díra) • schematická značka • využívá se k měření teploty, která se vypočítává z odporu • využití: požární detektor digitální teploměry

Fotorezistor • polovodičová součástka závislá na světelné záření ( volné elektrony a díry vznikají účinkem světelného záření ) • čím více je fotorezistor osvětlen, tím menší má odpor. • schematická značka: • využití: ovládání dveří automatické spínače na noční osvětlení

Polovodiče - shrnutí • někdy se chovají jako vodiče a někdy jako nevodiče • jejich stav je závislý na jejich teplotě, světelném záření • u vodičů s rostoucí teplotou roste jejich odpor a tím klesá jejich vodivost R t • u polovodičů s rostoucí teplotou odpor klesá R t

Spoj správné pojmy Termistor Fotorezistor • polovodičová součástka závislá na světelné záření • polovodičová součástka závislá na teplotě • využití: ovládání dveří automatické spínače na noční osvětlení • využití: požární detektor digitální teploměry

Použité materiály • http: //www. tabulka. cz/ • http: //cs. wikipedia. org/wiki/K%C 5%99 em%C 3%ADk • http: //www. studopory. vsb. cz/studijnimaterialy/Fyzikaprobak alare/PDF/3_05_Vedeni_v_polovodicich. pdf [1] použit obrázek • www. eucitel. cz/software/FYZIKA/el_proud/polovodice. pps použito 5 snímků představující pohyb děr [2], [3], [4], [5], [6], • • http: //obrazky. cz/detail? q=fotorezistor&offset=1&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=1&ref=http%3 A//www. seznam. cz/&res. ID=C Pt. EDWDhd. D 8 rw. VNrae 9 KHo. ZS_Tdu. Y 9 zl. VMr. KCwlx. Keg&img. URL=http%3 A//lucy. troja. mff. cuni. cz/%7 Etichy/elektross/obrazky/fotorezisto r 3. jpg&page. URL=http%3 A//lucy. troja. mff. cuni. cz/%7 Etichy/elektross/soucastky/zadny_prechod/fotorezistor. html&img. X=383&img. Y=33 7&img. Size=11&th. URL=http%3 A//media 1. picsearch. com/is%3 FCPt. EDWDhd. D 8 rw. VNrae 9 KHo. ZS_Tdu. Y 9 zl. VMr. KCwlx. Keg&th. X=128&th. Y=1 12&q. No. Site=fotorezistor&site. WWW=&s. Id=pm. VWg. WJEwkbrn. OMn. Vbtd http: //obrazky. cz/detail? q=termistor&offset=19&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=27&ref=http%3 A//obrazky. cz/%3 Fstep%3 D 20 %26 filter%3 D 1%26 s%3 D%26 size%3 Dany%26 s. Id%3 Dpm. VWg. WJEwkbrn. OMn. Vbtd%26 orientation%3 D%26 q%3 Dtermistor&res. ID=nab. Kr 7 p. Nwh 6 ne 38 Xvvc. Jisa. M 7 jk. Wn 1 y 0 l 5 k. EU 4 o. SNA 4&img. URL=http%3 A//www. ezk. cz/images/ter 640_ntc_small. jpg&page. URL=http%3 A//ww w. ezk. cz/termistory. htm&img. X=61&img. Y=150&img. Size=3&th. URL=http%3 A//media 3. picsearch. com/is%3 Fnab. Kr 7 p. Nwh 6 ne 38 Xvvc. Jisa M 7 jk. Wn 1 y 0 l 5 k. EU 4 o. SNA 4&th. X=52&th. Y=128&q. No. Site=termistor&site. WWW=&s. Id=pm. VWg. WJEw 80 Bn. Ov. Xdn. LL

Použité materiály • http: //upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/thumb/c/c 0/Photo-Polyswitch. jpg/220 px-Photo-Polyswitch. jpg • • • http: //obrazky. cz/detail? q=termistor&offset=127&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=132&ref=http% 3 A//obrazky. cz/%3 Fstep%3 D 20%26 filter%3 D 1%26 s%3 D%26 size%3 Dany%26 s. Id%3 Dpm. VWg. WJEwa. Zpnhj_ S 86 H%26 orientation%3 D%26 q%3 Dtermistor%26 from%3 D 109&res. ID=kdwxg. QI 8 YDQTVpzv. Ri 5 Ji 4 vd_R_5_Iqkdok 5 MAtn. Sk&img. URL=http%3 A//www. cyfronika. home. pl/art 69/trp_rh. jpg& page. URL=http%3 A//www. cyfronika. home. pl/Iark 3 p 1. htm&img. X=150&img. Y=400&img. Size=33&th. URL=htt p%3 A//media 3. picsearch. com/is%3 Fkdwxg. QI 8 YDQTVpzv. Ri 5 Ji 4 vd_R_5_Iqkdok 5 MAtn. Sk&th. X=48&th. Y=128&q. No. Site=termistor&site. WWW=&s. Id=pm. VW g. WJECk. Lvnhv. Bgj. MB http: //obrazky. cz/detail? q=k%C 5%99 em%C 3%ADk&offset=1&limit=20&b. Url. Par=filter%3 D 1&res. Num=4&r ef=http%3 A//www. seznam. cz/&res. ID=8395 K 6 ODQVECa 4 F 93 Ge. VZam. Hdzg. Wd. PKhyk. Ze 91 z. Hxu 4&img. URL= http%3 A//chemickeprvky. euweb. cz/obrazky/kremik 2. jpg&page. URL=http%3 A//chemickeprvky. euweb. cz/k remik. htm&img. X=250&img. Y=197&img. Size=19&th. URL=http%3 A//media 1. picsearch. com/is%3 F 8395 K 6 OD QVECa 4 F 93 Ge. VZam. Hdzg. Wd. PKhyk. Ze 91 z. Hxu 4&th. X=128&th. Y=100&q. No. Site=k%C 5%99 em%C 3%ADk&site WWW=&s. Id=pm. VWg. WJEw. CJKnhvra. P 85 http: //www. detoxdome. com/Resources/fir/germanium. gif