Zkladn kola a Matesk kola Bl Temen okres

  • Slides: 19
Download presentation
Základní škola a Mateřská škola Bílá Třemešná, okres Trutnov Škola pro 21. století Autor:

Základní škola a Mateřská škola Bílá Třemešná, okres Trutnov Škola pro 21. století Autor: Mgr. Petr Tomek Datum/období: podzim 2013 Číslo projektu: CZ. 1. 07/1. 4. 00/21. 3315 Téma sady: Elektrický proud Název: VY_32_INOVACE_Polovodičová dioda a světlo

Polovodičová dioda a světlo

Polovodičová dioda a světlo

Opakování - Přechod PN Hradlová vrstva Obr. 1 • Spojíme-li polovodič typu P a

Opakování - Přechod PN Hradlová vrstva Obr. 1 • Spojíme-li polovodič typu P a typu N vzniká tzv. PN přechod • V blízkosti přechodu volné elektrony z části N zaplní díry v části P (rekombinace) a vzniká oblast bez volných nosičů náboje – hradlová vrstva • V hradlové vrstvě nejsou žádné volné nosiče náboje – chová se 5 jako izolant

Opakování - Zapojení přechodu PN v závěrném směru Hradlová vrstva se rozšíří Pohyb elektronů

Opakování - Zapojení přechodu PN v závěrném směru Hradlová vrstva se rozšíří Pohyb elektronů od přechodu Pohyb děr od přechodu Obr. 2 • Přechod PN zapojíme do obvodu tak, že část typu P připojíme k zápornému pólu zdroje a část typu N připojíme ke kladnému pólu zdroje • Volné elektrony (–) z části N budou přitahovány ke kladnému pólu (+) • Díry (+) z části P budou přitahovány k zápornému pólu zdroje (–) • Hradlová vrstva se rozšíří – chová se jako izolant = obvodem neprochází 6 proud

Opakování - Zapojení přechodu PN v propustném směru Hradlová vrstva se zúží a zanikne

Opakování - Zapojení přechodu PN v propustném směru Hradlová vrstva se zúží a zanikne Pohyb elektronů k přechodu Pohyb děr k přechodu Obr. 3 • Přechod PN zapojíme do obvodu tak, že část typu P připojíme ke kladnému pólu zdroje a část typu N připojíme k zápornému pólu zdroje • Volné elektrony (–) z části N budou odpuzovány od záporného pólu zdroje (–) • Díry (+) z části P budou odpuzovány od kladného pólu zdroje (+) • Hradlová vrstva se zužuje až zaniká – mizí izolační vrstva = obvodem 7 prochází proud

Opakování - Polovodičová dioda Obr. 4 • Elektrotechnická součástka obsahující jeden PN přechod =

Opakování - Polovodičová dioda Obr. 4 • Elektrotechnická součástka obsahující jeden PN přechod = polovodičová dioda • Proud prochází pouze při zapojení v propustném směru, při přepólování zdroje (zapojení v závěrném směru) proud neprochází = diodový jev 8

Polovodičová dioda jako jednocestný usměrňovač Obr. 6 • Pokud do obvodu se zdrojem střídavého

Polovodičová dioda jako jednocestný usměrňovač Obr. 6 • Pokud do obvodu se zdrojem střídavého napětí zapojíme diodu, bude propouštět proud pouze v jednom směru – obvodem prochází kolísavý stejnosměrný (tepavý) proud • Proud prochází obvodem jen v polovině periody, druhou půlperiodu proud obvodem neprochází (přicházíme o polovinu energie) 9

Polovodičová dioda jako dvojcestný usměrňovač (Graetzovo zapojení) Obr. 7 Obr. 8 • Pokud do

Polovodičová dioda jako dvojcestný usměrňovač (Graetzovo zapojení) Obr. 7 Obr. 8 • Pokud do obvodu se zdrojem střídavého napětí zapojíme 4 diody, proud bude propouštět vždy dvojice diod (na obr. 8 buď dvojice diod č. 1 a 2, nebo při změně polarity napětí dvojice diod č. 3 a 4) – obvodem prochází kolísavý stejnosměrný proud • Proud prochází obvodem v obou půlperiodách (nepřicházíme o žádnou energii) Proudy 10

LED Obr. 5 • LED = Light Emitting Diode = elektroluminiscenční dioda = svítivá

LED Obr. 5 • LED = Light Emitting Diode = elektroluminiscenční dioda = svítivá dioda • V oblasti přechodu PN při zapojení v propustném směru dochází k zaplňování děr volnými elektrony (rekombinace). Při tom se uvolňuje energie ve formě světelného záření. Obr. 11 12

Fotodioda Obr. 9 Obr. 11 • V oblasti přechodu PN dochází po osvětlení k

Fotodioda Obr. 9 Obr. 11 • V oblasti přechodu PN dochází po osvětlení k tvorbě (generování) děr a volných elektronů • Vzniklé částice se rozdělí do opačných částí fotodiody, mezi kterými vzniká napětí a to můžeme využívat • Při spojení většího počtu fotočlánků vzniká sluneční článek 13

Typy diod Obr. 11 14

Typy diod Obr. 11 14

Co jsme se dozvěděli? • Jak se dá využít dioda k usměrňování střídavého proudu

Co jsme se dozvěděli? • Jak se dá využít dioda k usměrňování střídavého proudu (jednocestný usměrňovač, dvojcestný usměrňovač) • Co je to LED • Co je fotodioda 15

Závěrečné opakování Následující test se skládá z 5 uzavřených otázek Každá otázka nabízí 3

Závěrečné opakování Následující test se skládá z 5 uzavřených otázek Každá otázka nabízí 3 možné odpovědi Právě jedna odpověď je správná Jestli jste odpověděli správně, se dozvíte po kliknutí na odpověď • Hodně štěstí … • • 16

1. Aby diodou procházel proud, musíme její část typu N připojit: ke kladnému pólu

1. Aby diodou procházel proud, musíme její část typu N připojit: ke kladnému pólu zdroje k libovolnému pólu zdroje k zápornému pólu zdroje 17

2. Když je polovodičová dioda zapojena svou částí typu P k zápornému pólu zdroje

2. Když je polovodičová dioda zapojena svou částí typu P k zápornému pólu zdroje jedná se o zapojení: v propustném směru v závěrném směru v usměrňovacím směru 18

3. Diody, které vydávají světlo se nazývají: DEL EDL LED 19

3. Diody, které vydávají světlo se nazývají: DEL EDL LED 19

4. Do které části fotodiody musí dopadat světelné paprsky, aby v ní vznikalo napětí:

4. Do které části fotodiody musí dopadat světelné paprsky, aby v ní vznikalo napětí: do oblasti přechodu PN do části typu P 20

5. Dvojcestný usměrňovač v Graetzově zapojení využívá: 2 diody 4 diody 1 diodu 21

5. Dvojcestný usměrňovač v Graetzově zapojení využívá: 2 diody 4 diody 1 diodu 21

Použité zdroje • Použitá literatura: • RAUNER, Karel; HAVEL, Václav; RANDA, Miroslav. Fyzika 9

Použité zdroje • Použitá literatura: • RAUNER, Karel; HAVEL, Václav; RANDA, Miroslav. Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2007, ISBN 978 -80 -7238 -617 -8. • RAUNER, Karel; HAVEL, Václav; RANDA, Miroslav. Fyzika 9 pracovní sešit pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2007, ISBN 978 -80 -7238 -619 -2. • Jiné zdroje: • • • Obr. 1, 2, 3 – AUTOR NEUVEDEN. cez. cz [online]. [cit. 2. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //www. cez. cz/edee/content/microsites/elektrina/fyz 9. htm Obr. 4, 8 – AUTOR NEUVEDEN. cs. wikipedia. org [online]. [cit. 2. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Polovodi%C 4%8 Dov%C 3%A 1_dioda Obr. 5 – AUTOR NEUVEDEN. cs. wikipedia. org [online]. [cit. 2. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/LED Obr. 6, 7 – AUTOR NEUVEDEN. cs. wikipedia. org [online]. [cit. 2. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Usm%C 4%9 Br%C 5%88 ova%C 4%8 D Obr. 9 – AUTOR NEUVEDEN. cs. wikipedia. org [online]. [cit. 2. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Fotodioda Obr. 10 – AUTOR NEUVEDEN. ekobydleni. eu [online]. [cit. 2. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //www. ekobydleni. eu/tag/fotovoltaickeclanky/page/4 Obr. 11 – AUTOR NEUVEDEN. fosilum. si [online]. [cit. 15. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //www. fosilum. si/en/whyled-lights/led-diode/ Obr. 12 – AUTOR NEUVEDEN. engineersgarage. com [online]. [cit. 15. 1. 2014]. Dostupný na WWW: http: //www. engineersgarage. com/tutorials/diodes? page=2 zdroj obrázků: www. office. microsoft. com 22