Študentské stránky | Bazár skrípt | Odkazovač | Linky

Hľadaj aj na .sk .cz webe


Elektrický prúd v polovodičoch

Polovodiče sú látky, ktoré sa za nízkych teplôt stávajú izolantami. Ich typickým znakom je, že so zvyšujúcou sa teplotou, znižuje sa ich merný elektrický odpor. Termistor je súčiastka skladajúca sa z polovodiča dvoch elektrických prívodov, slúži na meranie teploty cez odpor termistora.

Zrušením niektorých väzieb v kryštále vznikajú dva typy voľných častíc s nábojom a to voľné elektróny a diery. Hovoríme teda o vzniku, čiže generácii párov voľných elektrón-diera. Diera má kladný náboj, je to vlastne miesto odkiaľ bol odobratý valénčný elektrón, a svoj náboj má vďaka prebytku protónov v danom atóme. Zánik párov voľný elektrón-diera sa volá rekombinácia. Pohyb elektrónov a dier je chaosný, pokiaľ nie je polovodič zapojený do el. obvodu, vtedy nastáva usmernený pohyb, pričom výsledný el. prúd sa rovná súčtu elektrónového a dierového prúdu

Táto vodivosť sa nazýva vlastná, pretože je umožnená vlastnými elektrónmi, látky s touto vlastnosťou sa nazývajú vlastné polovodiče (majú rovnaký počet dier a voľnych elektrónov).

Nevlastná vodivosť (vzniká vďaka prímesiam) - Polovodiče s elektrónovou vodivosťou (typu N) majú viac voľných elektrónov ako dier, vznikajú napr. v kryštále kremíka, ktorý ma štyri valenčné elektróny, sa nahrádzajú kremíky fosforom, ktorý má 5 valenčných elektrónov, tým vzniká prebytok elektrónov. Atómy, ktoré vyvolávajú vodivosť typu N, sa volajú donory.

Polovodič s dierovou vodivosťou (typu P), prevláda počet dier. Atómy kremíka sú nahrádzané napr. indiom, ktorý má iba 3 valenčné elektróny. Atómy, ktoré vyvolávajú vodivosť typu P, sa volajú akceptory.

Rozhranie dvoch polovodičouv typu PN sa vyznačuje tým, že prepúšťa el. prúd len jedným smerom. Vzniká tu difúzia elektrónov z polovodiča N do polovodiča P, čím vzniká pri rozhraní na jednej strane kladný (v časti N) a na druhej strane záporný náboj (v časti P). Toto rozloženie náboja sa volá elektrická dvojvrstva. Táto vrstva kladie veľký odpor pre prechod častíc, čím vzniká pri prechádzaní el. prúdu veľký odpor. V prípade, že kladnú svorku zapojíme na P a zápornú na N, polovodičom prechádzá prúd, je zapojený v priepustnom smere a prechádza ním priepustný prúd. V opačnom prípade prúd vyvolá pohyb častíc v polovodičoch smerom od rozhrania a neprechádza ním žiadny prúd, je zapojený v závernom smere a prechádza ním záverný prúd. V prípade, že vonkajšie napätie prekročí istú hranicu, vzniká v polovodiči lavínovité tvorenie voľných častíc, zníženie odporu s veľké zväčšenie el. prúdu (môžeme hovoriť o poškodení prechodu PN). Závislosť odporu od prúdu nazývame diódový jav a polovodič typu PN polovodičovou diódou.

Graf závislosti napätia od prúdu prechádzajúcim diódov sa volá voltampérová charakteristika diódy. Vo všeobecnosti vyzerá takto

Ďalšia polovodičová súčiastka je tranzistor.Je to prvok obsahujúci dva prechody PN. Tieto prechody sú usporiadané buď PNP alebo NPN.

Stredná časť tranzistora sa nazýva báza B, ďalšie dve oblasti kolektor C a emitor E. Báza je najtenšia. Existujú dve zapojenia jedno je so spoločnou bázou, má emitorový a kolektorový obvod. Obvod je zapojený tak, že prechod medzi E a B je zapojený v priepustnom smere a priechod medzi B a C v závernom smere. Zmena emitorového prúdu vyvolá zmenu kolektorového prúdu, teda kolektorový prúd je ovládaný emitorovým prúdom. Kolektorový prúd býva menší ako emitorový, pretože niektoré diery, prechádzajúce z emitora do bázy, sa do kolektora nedostanú, pretože v báze rekombinujú. Tieto vlastnosti sú podstatou tranzistorového javu. Toto sa využíva v praxi na zosilňovanie.

V praxi sa však využívajú zapojenia tranzistorov so spoločným emitorom. Deje prebiehajú takisto ako pri zapojení so spoločnou bázou. Emitorový vstup je pre obidva okruha spoločný. Malým bázovým prúdom ovládame veľký kolektorový prúd. Dôležitým parametrom tranzistora je prúdový zosilňovací činiteľ definovaný takto

a) so spoločnou bázou b) so spoločným emitorom

Projekt hostuje Slovaknet.
Ubytovanie | Kúpele | Austrália | Práca v Kanade | Catering | Last minute dovolenka