Nové modulové výukové a inovativní programy - zvýšení kvality ve vzdělávání

1. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Nové modulové výukové a inovativní programy - zvýšení kvality ve vzdělávání • Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR ZŠ, Týn nad Vltavou, Malá Strana

2. Polovodičové součástkyshrnutí Fyzika 9. ročník Marcela Kubátová

3. Obsah: • 0 přechodů P-N • 1 přechod P-N • 2 přechody P-N • 3 přechody P-N

4. Termistor • Termistory se vyrábějí z oxidu kovu (Mn, Fe, Co, Ni, …), který se rozemele na prášek a podle požadovaných vlastností vyráběného termistoru se přidají další příměsi a pojidlo. Poté se směs za vysokého tlaku slisuje. • Podle závislosti odporu na teplotě existují dva druhy: • 1. NTC (se záporným teplotním součinitelem odporu) - s rostoucí teplotou jeho odpor klesá. Užívá se k měření teploty, k určování velikosti rychlosti proudění tekutin (tekutina proudí, ochlazuje ho a je tedy možné určit velikost rychlosti proudění), převodník teplota - napětí (při měření teploty na počítačích), v obrazovkách (zabraňuje žhavícímu vláknu se) • 2. PTC (pozistor; s kladným teplotním součinitelem odporu) - s rostoucí teplotou roste odpor, přičemž roste mnohem rychleji než u kovů. Užívá se v elektrických troubách a vařičích ke stabilizaci napětí, zabraňuje spálení motorů, indikuje vzrůst nebo pokles teploty, využívá se v termostatech http://dibujoe.iespana.es/intere30.jpg

5. Fotorezistor • je součástka, která využívá energii dopadajícího světla ke zmenšení svého odporu. Vyrábí se nejčastěji ze CdS, CdSe.Po dopadu světla vzniká pár elektron - díra a tím se zvětšuje vlastní vodivost polovodiče. S růstem vodivosti klesá odpor fotorezistoru. • Fotorezistory citlivé na infračervené záření jsou náročnější na výrobu, protože energie infračerveného záření je menší než energie viditelného světla. • Praktické použití: fotografování Země v infračerveném oboru spektra (infračervené záření proniká atmosférou), dálkové ovládání přístrojů, optické kabely (kterými lze přenášet až 30000 hovorů najednou), … http://www.ezk.cz/e-shop/img/det/fotorezi.jpg

6. Usměrňující dioda • Používají se běžně dva základní typy: hrotová a plošná. • Hrotová dioda se vyrábí tak, že k polovodičové destičce (většinou typu N) se přitlačí hrotem wolframový drátek, kterým se nechá krátkodobě projít elektrický proud. Tím dojde k přivaření drátku a vzniká stabilní přechod PN. Plocha přechodu je malá, proto může diodou procházet malý proud. • využití hrotové diody: usměrnění vysokofrekvenčních proudů (rádiové a televizní přijímače, …). Čím vyšší frekvence, tím lépe bude proud usměrněn. • Plošná dioda má velkou plochu a proto i velkou kapacitu; je tedy nevhodná pro usměrnění proudů vysoké frekvence. Díky velké ploše, snese dioda velký proud (až 1000 A,je-li řádně chlazena).

7. Fotodioda • do oblasti přechodu PN proniká elektromagnetické záření, které generuje páry elektron – díra • Osvětlený přechod PN je vodivý i v závěrném směru a sám se stává zdrojem napětí. Tohoto jevu se využívá k přímé přeměně energie světelného záření na energii elektrickou (např. sluneční baterie). • Jiná možnost využití fotodiody je zapojení jako odporová - tj. neosvětlena má fotodioda velký odpor, po osvětlení odpor klesne a diodou (obvodem) začne procházet elektrický proud, jehož velikost je závislá na osvětlení fotodiody. http://www.tme.eu/katalog_pics/9/b/9/9b9d7e3f8da7b5a8409d78f5c3679f93/bpw24r.jpg

8. LED dioda • LED je zkratka anglického výrazu LightEmittingDiode • Barva světla je dána použitým materiálem. Nejjednodušší je výroba červené LED, protože červené světlo má nejmenší energii, ale vyrábějí se i modré LED (modré světlo má energii největší). Existují také infračervené LED. • Při zapojování LED do obvodu je nutno dbát na správnou polaritu! V případě, že zapojíme LED do obvodu opačně, elektrický proud jí nebude procházet. Navíc hrozí nebezpečí jejího zničení. • Kladnou resp. zápornou elektrodu LEDky poznáme v praxi jednoduše: katoda (tedy záporná elektroda, která se připojuje k zápornému pólu zdroje napětí) je kratší. http://www.kolli.cz/novyshop/images/1b3.jpg

9. Tranzistor • Je tvořen krystalem se dvěma přechody PN. Střední část krystalu je bázeB a přechody PN ji oddělují od oblasti s opačným typem vodivosti, které označujeme jako kolektorC a emitorE. • Podle druhu vodivostí jednotlivých částí označujeme tranzistory jako typ NPN a PNP. • Tranzistor má dva obvody - vstupní a výstupní. Proto by měl mít čtyři vývody. Tranzistor má však ve skutečnosti pouze tři vývody (elektrody); jedna elektroda je společná oběma obvodům. Proto se rozlišují zapojení se společnou bází, zapojení se společným kolektorem nebo zapojení se společným emitorem. • Tranzistor jako zesilovač: jeden přechod v propustném a druhý v závěrném směru - jedná se o dvě záměnné možnosti. http://innovision-group.net/catalog/images/Power_Transistor.jpg

10. Tyristor • součástka sloužící ke spínání elektrického proudu, fungující jako řízený elektronický ventil • tyristor je čtyřvrstvá spínací součástka (obvykle PNPN), která nevykazuje usměrňující účinky jako dioda, avšak je možné ji ovládat (spínat) pomocí impulsu do řídicí elektrody G (Gate). • Jedná se o velice účinný nástroj pro řízení velmi výkonných elektrických strojů. V moderních elektrických lokomotivách se používá nejčastěji pro regulaci výkonu motorů pro stejnosměrný proud.

11. Zdroje: • http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=269 • www.gymcv.cz/view.php?cisloclanku=2005090001 • http://cs.wikipedia.org/wiki/Tyristor