| Výuka > Principy počítačů > Polovodiče |

Polovodiče

 Rozsah polovodičů

Rozsah polovodičů


 Graf závislosti teploty na měrném odporu látek

Graf závislosti teploty
na měrném odporu látek

 IV. A skupina v periodické soustavě prvků

IV. A skupina v periodické soustavě prvků

Polovodiče jsou látky, jejichž měrný odpor se pohybuje za normální teploty v rozmezí řádů 10-2 - 109 Ωm. Při nízkých teplotách jsou prakticky nevodivé, chovají se tudíž jako izolanty. Mají následující vlastnosti:







  • s rostoucí teplotou klesá jejich odpor a roste vodivost
  • mají buď vlastní vodivost nebo nevlastní vodivost
  • jsou to materiály ze IV. A skupiny Si, Ge (na valenční vrstvě mají 4 elektrony)

 Vlastní vodivost

Vlastní vodivost

Vlastní vodivost

Při vyšší teplotě mohou kmity atomů mřížky polovodiče vyvolat porušení vazeb mezi atomy. Poruší-li se některá vazba, vzniknou volné elektrony a současně s nimi díry. Jde o generaci páru díra - volný elektron. Díra je název absence elektronu ve vazbě mezi atomy. Má kladný náboj z přebytku kladného náboje jádra proti obalu. Zánik páru díra - volný elektron se jmenuje rekombinace.


Nevlastní vodivost

Vodivost způsobená příměsí prvku jiné (III. A nebo V. A) skupiny. Někdy se jí proto říká také příměsová vodivost. Na základě volby příměsi rozlišujeme dva druhy polovodičů:

Přechod PN

 Schématická značka diody

Schématická
značka
diody

Přechod PN se v praxi vytváří v jediném kousku polovodiče. Na přechodu PN se vytvoří oblast s malou koncentrací volně nabitých částic, která má v důsledku toho značný elektrický odpor.

Technickou realizací PN přechodu je polovodičová součástka, které se říká dioda.

PN přechod lze zapojit do obvodu stejnosměrného elektrického proudu. To je možno provést dvěma způsoby:

  • propustným směrem
  • závěrným směrem

Propustný směr

 Propustný směr

Propustný směr

Kladný pól zdroje je připojen na polovodič typu P, záporný pak na polovodič typu N. Na přechodu PN je pak vytvořeno elektrické pole, které svými silami způsobuje difúzi děr a volných elektronů do přechodové vrstvy, odpor vrstvy klesá, obvodem protéká propustný proud.

Závěrný směr

 Závěrný směr

Závěrný směr

Kladný pól zdroje je připojen na polovodič typu N, záporný pak na polovodič typu P. Svorky zdroje jsou tedy na PN přechod připojeny opačně než u propustného směru. Oblast je pak ochuzována o díry a elektrony, odpor přechodu roste, protéká velmi malý závěrný proud.

09.09.2007, 22:05 vytvořil Administrator