POLOVODIE princip fungovn a jejich vyuit Doporuen videa

POLOVODIČE princip fungování a jejich využití

Doporučená videa • Nezkreslená věda – polovodiče https: //www. youtube. com/watch? v=P 138 KQn-SQ 4 • Jak to funguje – polovodiče https: //www. youtube. com/watch? v=KGuyw 9 s. Tioc

připomenutí • Izolanty nevedou el. proud (nebo skoro) • Vodiče - látky, které mohou vést el proud • kovech mezi pravidelně rozloženými kationty se pohybují neuspořádaně volné elektrony. Připojením uzavřeného el. obvodu ke zdroji vznikne ve všech částech kovových části el. pole, které působí na volné částice a usměrňuje jejich pohyb současně ve všech místech obvodu. (proto světlo svítí hned, i když je daleko od vypínače)

Opakování (z chemie) • Destilovaná voda nevede el. proud • Kapaliny, které obsahují volné ionty (např. osolená voda…Na , Cl-) vedou el. proud a nazývají se elektrolyty. I lidské tělo a mokré izolanty vedou el. proud!!! • Využití- pro pokovení

Vedení el. proud v plynech • vzduch je obvykle nevodivý a obsahuje malé množství kladných iontů • při bouřce je mezi Zemí a mraky silné el. pole, které urychlí volné ionty. Ty následně rozštěpí neutrální molekulu a vytvoří tak postupně další množství volných elektronů = ionizace vzduchu až k hranici jiskrového výboje(blesku). Rozpínání způsobí hrom. • velmi podobné u svařování el. obloukem, reklamních světel (různé plyny - různé zbarvení)

Co je polovodič? • Polovodič je pevná látka, jejíž elektrická vodivost závisí na vnějších nebo vnitřních podmínkách, a dá se změnou těchto podmínek snadno ovlivnit • změna vnějších podmínek - tepelné, elektrické nebo světelné energie • změna vnitřních podmínek - přimísení jiného prvku

Si – křemík, nejpoužívanější polovodič • Odpor polovodičů(na rozdíl od kovů) se s rostoucí teplotou zmenšuje … větší proud Použití: termistor-měření teploty • Odpor polovodičů se s intenzitou osvětlení zmenšuje… větší proud Použití: fotorezistor – fotobuňka, počítače předmětů

Polovodiče typu P a N (příměsi) • Polovodič N (negativní, záporný) Čtyři elektrony křemíku vytvářejí spolu s elektrony 4 sousedních atomů pevnou vazbu • Přidání např. As-arsenu, který má 5 elektronů, způsobí pohyb uvolněných elektronů („záporný el. náboj“)

El. záporný (Negativní) polovodič N s arsenem s 5 elektrony

Polovodiče typu P a N (příměsi) • Polovodič P (pozitivní, kladný) Čtyři elektrony křemíku vytvářejí spolu s elektrony 4 sousedních atomů pevnou vazbu • Přidání např. In - india, které má 3 elektrony, vznikne volné místo(„díra“) kam se může přesunout sousední elektron. Vypadá to pak, že se přesunují díry v opačném směru než elektrony

El. kladný (pozitivní) polovodič P s indiem s pouze 3 elektrony (vzniká pomyslná díra)

Přechod PN • Krystal polovodiče může obsahovat v jedné části: - polovodič P - polovodič N • Rozhraní mezi nimi se nazývá přechod PN • Součástka s PN přechodem je DIODA • Součástka s 2 přechody je TRANZISTOR

Propustný a závěrný směr diody • dioda má dva vývody (katodu a anodu) • dioda funguje dle typu zapojení ke kladnému/zápornému pólu: - anoda diody ke kl. pólu zdroje = propustný směr a procházející proud (-, +) - anoda diody k zápor. pólu zdroje = závěrný směr a neprocházející proud (-, -)

Dioda jako usměrňovač • dioda propouští proud jen v těch půlperiodách (kladné nebo záporné „kopečk“y sinusoidy střídavého proudu) ve kterých je zapojena v propustném směru, proud je pak stejnosměrný s různou velikostí • mluvíme o jednosměrném usměrnění, tepavém proudu • vhodným zapojením pak lze propouštět proud v obou půlperiodách – dvojcestné usměrnění

Využití polovodičů • • • PC (0 -1, proudí-neproudí) Televizory, radiopřijímače, zesilovače LED osvětlení Železnice, tramvaje Diagnostika v lékařství Mikrovlnky Měřící přístroje Fotobuňky Fotovoltaika