Vydělávej až 160.000 Kč měsíčně! Akreditované rekvalifikační kurzy s garancí práce od 0 Kč. Více informací.
Hledáme nové posily do ITnetwork týmu. Podívej se na volné pozice a přidej se do nejagilnější firmy na trhu - Více informací.

Elektronika - vodiče a polovodiče

Rozdelenie materiálov podľa vodivosti

  1. Vodiče
  2. Nevodiče
  3. Polovodiče
  4. Supravodiče
  5. Magnetické materiály

Všeobecný pásmový model

pásmový model - Články nejen o programování

Čím viac elektrónov je vo vodivostnom pásme, tým je materiál vodivejší.

Vodivé materiály

  • Sú to materiály, ktoré majú prevažnú väčšinu elektrónov voľných.
  • Nemajú zakázané pásmo.
  • Vodivostné a valenčné pásmo sa navzájom prekrývajú.

Nevodivé materiály

  • Sú to materiály, ktoré majú prevažnú väčšinu elektrónov viazaných.
  • Zakázané pásmo je väčšie ako 1eV [elektrón volt]

Polovodičové materiály

  • Sú to materiály, ktoré sa môžu správať ako vodiče aj nevodiče a to záleží od podmienok okolia
  • Zakázané pásmo je menšie ako 1eV[elektrón volt]
  • Správajú sa ako vodič keď: -je teplota okolia vyššia ako 0K [Kelvin], alebo dodávame materiálu akúkoľvek energiu(tepelnú, svetelnú)
  • Správajú sa ako nevodič keď: -je teplota okolia rovná 0K (Kelvin) a nedodávame žiadnu energiu

Supravodiče

  • Sú to materiály, ktoré pri určitej kritickej teplote Tk a kritickej magnetickej indukcií Bk strácajú elektrický odpor a ich vodivosť narastá do nekonečna

Magnetické materiály

  • Sú to materiály, v ktorých sa magnetické momenty elektrónov (ktoré vznikajú pri obehu elektrónov okolo jadra v atóme) navzájom sčítavajú
  • Sčítané magnetické momenty vytvárajú určité oblasti ktoré nazývame DOMÉNY
Magnetické materiály - Články nejen o programování

Magnetické materiály

Sčítavanie momentov - Články nejen o programování

Sčítavanie momentov

Polovodiče

Vodivosť typu:

  1. Vlastná
    1. Typu P (dierová)
    2. Typu N (elektrónová)
  2. Nevlastná
    1. Typu P (Dierová)
    2. Typu N (elektrónová)
  • elektrón - reálna častica (záporný náboj)
  • diera-fiktívna častica (kladný náboj)
  • diera je prázdne miesto s kladným potenciálom, ktoré vznikne po tom čo elektrón opustí toto miesto, a další elektrón opustí svoje miesto aby túto dieru zavrel a tým vytvorí novú dieru na mieste kde bol a tak to ide dokola
  • polovodičové súčiastky: diódy, tranzistory, tyristory využívajú pri svojej činnosti fyzikálne vlastnosti polovodičových materiálov
  • polovodiče sú kryštalické látky, v ktorých atómy sa k sebe viažu kovalentnou väzbou Si/Ge/Se [kremík/germá­nium/selén]

Vlastná vodivosť Typu N

  • je zabezpečená elektrónmi ktoré patria vlastnému materiálu
  • materiál je celý zložený len z jedného prvku napríklad kremíku a tak niesu žiadne elektróny navyše ani žiadne nechýbajú
  • funguje na princípe jedného elektrónu navyše

Vlastná vodivosť Typu P

  • funguje na princípe jednej diery navyše ktorú sa elektróny pokúšajú uzavrieť a tým vytvárajú nové diery na svojom starom mieste
  • vzhľadom nato že vlastná vodivosť polovodičov je malá v praxi sa nevyužíva, preto sa využíva nevlastná vodivosť polovodičov ktorá je zabezpečená prímesami

Nevlastná vodivosť Typu N

  • je spôsobená prímesou ktorá má viac elektrónov ako základ materiálu
  • napríklad ak máme materiál kremík 4-mocný a pridáme do neho ako prímes antimón 5-mocný tak toľko koľko atómov antimónu pridáme toľko voľných elektrónov získame a tie vytvoria novú energetickú hladinu (Donorovu hladinu)

Nevlastná vodivosť Typu P

  • Vzniká vtedy ak do kremíku pridáme prímes, ktorá je menej ako 4-mocná (kremík je 4-mocný) napríklad indium 3-mocné a tak tam bude chýbať elektrón a vytvorí sa diera (akceptor)
  • Koľko atómov india do kremíku primiešame toľko dier vytvoríme

Spojením polovodiča Typu P a Typu N získame PN priechod (polovodičovú diódu)

Polovodičová Dióda

  • má špeciálne vlastnosti a vyznačuje sa tým, že jedným smerom prúd I prepúšťa a druhým smerom prúd I neprepúšťa (funguje ako ventil)

Záverný smer P-N

  • Vplyvom elektrostatického poľa sa všetky diery premiestnia k mínus pólu a vplyvom elektrostatického poľa sa všetky elektróny premiestnia k plus pólu= vznikne potenciálová bariéra -prúd I netečie

Priepustný smer P-N

Prospustný směr PN - Články nejen o programování
  • vplyvom elektrostatického poľa budú kladné diery priťahované smerom vpravo ku katóde a vplyvom elektrostatického poľa budú záporné elektróny priťahované smerom vľavo ku anóde-priechodom tečie prúd I
  • ak priložíme na diódu A+ a K- a napätie pomaly zvyšujeme, diódou netečie (tečie veľmi malý) prúd
  • pri prahovom napätí (Up) nastáva prudký zlom a, dióda sa stáva vodivá-tečie ňou pracovný prúd
  • ak priložíme na A- a K+ a napätie pomaly zvyšujeme diódou prúd netečie, pri napätí (Urm) dochádza k prudkému zlomu a dióda sa stáva vodivou (tečie ňou skratový prúd) prerazí sa

Značenie polovodičových diód

  1. písmeno
    • G-germánium
    • K-kremík
  2. písmeno
    • A-všeobecné použitie
    • B-varikap
    • E-tunelová dióda
    • P-foto dióda
    • Y-usmerňovacia dióda
    • Z-zenerova dióda

Parametre polovodičových diód (čo treba vedieť pri nákupe)
- If-veľkosť priepustného prúdu
- If(AV)-stredná hodnota priepustného prúdu
- Uf-priepustné napätie
- Urm-opakovateľné záverné napätie
- Ft-hraničná prenosová frekvencia
- a teplotu PN priechodu

Zenerova dióda

  • Prevádzkuje sa v závernom smere: A-, K+ (anóda -, katóda +)
  • Používa sa na stabilizáciu napätia (v elektronických obvodoch a na stabilizáciu napätie v sieťových zdrojoch)
  • Ked napätie pomaly zvyšujeme prúd netečie, pri Uz napätí dochádza v PN priechode k tzv. nedeštruktívnemu prierazu a zenerovou diódou tečie pracovný prúd

dochádza k stabilizačnému javu- prúd aj napätie kolíše medzi určitými hodnotami

Bipolárne tranzistory -I

  • Polovodičová súčiastka s dvoma PN priechodmi sa na tzv. tranzistorovom jave zúčastňujú dva druhy voľných nosičov náboja: -elektróny a diery

Tranzistory podľa usporiadanie delíme na PNp a NPN


 

Všechny články v sekci
Články nejen o programování
Článek pro vás napsal sugarmen
Avatar
Uživatelské hodnocení:
3 hlasů
Autor
Aktivity