Elektřina a magnetismus

Diodový jev

Chybějící zápis z hodiny dne 12. 12. 2023

Diodový jev

Spojením 2 vodičů s vodivostí typu P a typu N vzniká PN přechod

Polovodič typu P má majoritní díry, polovodič typu N má majoritní elektrony

Volné elektrony v oblasti přechodu zaplní díry $\to$ stav termodynamické rovnováhy

Oblasti přechodu bez volných nosičů elektrického náboje se říká hradlová vrstva – má velký odpor

V části P volné elektrony rekombinují s dírami $\to$ v blízkosti rozhraní se vytvoří záporné ionty akceptorů

V části N v blizkosti rozhraní zůstanou nevykompenzované kladné ionty donorů

V blízkosti rozhraní vzniká přechod PN jako elektrická dvojvrstva s ionty opačné polarity

Pokud zapojíme polovodič typu P ke kladné svorce zdroje a polovodič typu N k záporné svorce zdroje, pak je přechod PN zapojen v propustném směru a prochází jím propustný proud

Pokud zapojíme polovodič typu P k záporné svorce zdroje a polovodič typu N ke kladné svorce zdroje, pak se hradlová vrstva rozšíří, přechod PN je zapojen k závěrném směru a prochází jím velmi malý (tzv. závěrný) proud

Diody obsahují PN přechod $\to$ propouští proud pouze v jednom směru (= diodový jev)

Základní funkce: usměrnění proudu v obvodu

Usměrňovací dioda = základní dioda

Voltampérová charakteristika diody

Proud prochází diodou až od určitého napětí – tzv. prahové napětí ($U_\text{P}$)

Proud na diodě nesmí překročit maximální proud stanovený výrobcem ($I_\text{max}$)

Voltampérová charakteristika diody a schematická značka diody:

Zenerova dioda

V závěrném směru při dosažení určité hodnoty napětí může být proud libovolný ($\to$ rovnoběžka s osou $y$)

Využití: stabilizace napětí v obvodech

Schematická značka: stejná jako u diody, ale na jedné straně čáry kolmé na vodič je "zobáček"

LED a fotodioda

Schematická značka: stejná jako u diody, ale u fotodiody jsou 2 šipky vedoucí směrem do diody, u LED jsou 2 šipky vedoucí z diody

Transistory

Transistor = elektronická součástka tvořená 2 přechody PN

2 typy: NPN, PNP

3 části: emitor, báze, kolektor

3 způsoby zapojení:

• Se společným emitorem
• Se společnou bází
• Se společným kolektorem

Základní funkce: zesílení proudu v obvodu

Tranzistorový jev

Velmi malé napětí v obvodu báze vyvolává proud, který je příčinou mnohem většího proudu v kolektorovém obvodu – nastavá zesílení proudu

Základní parametr tranzistoru je proudový zesilovací činitel $\beta$:

$I_\text{C}$ ... kolektorový proud

$I_\text{B}$ ... bázový proud