Elektronika - vodiče a polovodiče

Rozdelenie Materiálový podľa vodivosti

1. vodiče
2. nevodiče
3. polovodiče
4. supravodiče
5. magnetické materiály

Všeobecný pásmový model

Čím viac elektrónový je vo vodivostnom pásme, tím je materiál vodivejšie.

Vodivé materiály

• Sú to materiály, ktore maju prevažne vacsinou elektrónovú voľných.
• Nemaj zakázané pásmo.
• Vodivostnou a valenčné pásmo sa navzájom prekrývajú.

Nevodivé materiály

• Sú to materiály, ktore maju prevažne vacsinou elektrónovú viazaných.
• Zakázané pásmo je vacsie Ako 1 EV [elektrón volt]

Polovodičové materiály

• Sú to materiály, ktore sa mozu správou Ako vodiče ai nevodiče a to záleží od podmienok okolia
• Zakázané pásmo je menšie Ako 1 EV [elektrón volt]
• Správajú sa Ako vodič ked: -je teplota okolia Vyššia Ako 0K [Kelvin], alebo dodávame materiálu akukolvek energiu (tepelná, svetelné)
• Správajú sa Ako nevodiči ked: -je teplota okolia rovná 0K (Kelvin) a nedodávajú ziadna energia

Supravodiče

• Sú to materiály, ktore pri určitej kritickej teplote T k a kritickej magnetickej indukcií B k strácajú elektrický odpor a ich vodivosť narastá do nekonečna

Magnetické materiály

• Sú to materiály, v ktorych sa magnetickej momenty elektrónové (ktore vznikaj pri obehu elektrónovú okolo jadra v atómoch) navzájom sčítavajú
• Sčítané magnetické momenty vytvárajú určitej oblasti ktore nazývame DOMÉNY

magnetické materiály .<>

Sčítavanie momentov

Polovodiče

Vodivosťou typu:

1. Vlastná Typu P (Dierová)

   Typu N (elektrónový)

2. Typu P (Dierová)
3. Typu N (elektrónový)
4. nevlastných Typu P (Dierová)

   Typu N (elektrónový)

5. Typu P (Dierová)
6. Typu N (elektrónový)

• elektrón - reálna častíc (záporný náboj)
• diera-fiktívnych častíc (kladný náboj)
• diera je prázdne miesto s kladným potenciálom, ktore vznikne po tom čo elektrón opustí toto miesto, a ďalšie elektrón opustí svoje miesto aby túto Diera zavrel a tím vytvoria NOVÚ Dier na Mies kde bol a tak to ide dokola
• polovodičové súčiastky: diódy, tranzistory, tyristory využívajú pri svojej činnosti fyzikálne vlastnosti polovodičových materiálovú
• polovodiče ŠÚ tuhá kryštalická látka v ktorych atóm sa k seba viažu kovalentné väzby Si / Ge / So [kremík / germánium / selén]

Vlastná vodivosť Typu N

• je zabezpečená elektrón ktore Patria vlastnému materiálu
• materiál je celý zložený ľan z jedného prvku napríklad kremíka a tak niesu ziadne elektróny navyše ani ziadna nechýbajú
• funguje na princípe jedného elektrónov navyše

Vlastná vodivosť Typu P

• Funguje na princípe jednej diery navyše Ktory sa elektróny pokúšajú uzavrieť a tím vytvárajú nové diery na svojom starom Mies
• Vzhľadom nato že vlastná vodivosť polovodičový je malá v praxi sa nevyužíva, Preto sa využíva nevlastná vodivosť polovodičový ktora je zabezpečená prímesami

Nevlastných vodivosť Typu N

• je spôsobená prímesami ktora má viac elektrónové Ako základ materiálu
• napríklad ak máme materiál kremík 4-mocný a pridáme do neho Ako prímes antimónu 5-mocný tak tolko Koľko atómovú antimónu pridáme tolko voľných elektrónový získame a tie vytvorím NOVÚ energetickej hladiny (donorové hladinu)

Nevlastných vodivosť Typu P

• Vzniká Vtedy ak do kremíka pridáme prímes, ktora je Menej Ako 4-mocná (kremík je 4-mocný) napríklad indium 3-mocné a tak tam bude Chyby elektrón a vytvorí sa diera (akceptor)
• Koľko Atómovú india do kremíka primiešame Tolka dier vytvorím

Spojením polovodičov Typu P a Typu N získame PN Priechod (polovodičové diódy)

Polovodičové diódy

• má špeciálne vlastnosti a vyznačuje sa tím, že jedným smerom Prúdy I prepustí a druhým smerom Prúdy I neprepúšťa (funguje Ako ventil)

Závernom smere PN

• Vplyvom elektrostatického Pola sa Všetky diery premiestnia k mínus pólu a vplyvom elektrostatického Pola sa Všetky elektróny premiestnia k plus pólu = vznikne potenciálov bariéra -prúd Aj netečie

Priepustný smer PN

• vplyvom elektrostatického Pola budem kladnej diery priťahovaný smerom vpravo ku katódou a vplyvom elektrostatického Pola budem záporné elektróny priťahovaný smerom Vlavo ku anódy-priechodom tiecť Prúdy I
• ak priložíme na diódy a + a K- a Napätie pomaly zvyšujeme, diódou netečie (tiecť veľmi malými) Prúdy
• pri prahovom Napata (Up) nastáva prudký zlom a, dióda sa stáva vodivá-tiecť pracovnou Prúdy
• ak priložíme na A- a K + a Napätie pomaly zvyšujeme dióde Prúdy netečie, pri Napata (URM) dochádza k prudkému zlomu a dióda sa stáva vodivou (tiecť nou skratový Prúdy) bijú sa

Značením polovodičových diód

1. písmeno - G-germánium
   • K-kremík
2. písmeno - A-všeobecné POUŽITIE
   • B-varikap
   • E-tunelová dióda
   • P-foto dióda
   • Y-usmerňovacími dióda
   • Z-zenerove diódy

Parametre polovodičových diód (čo treba vediet pri nákupoch) - If-veľkosť priepustného Prúdy - If (AV) -Stredne hodnota priepustného Prúdy - Uf-priepustné Napätie - URM-opakovateľné záverné Napätie - Ft-hraničnej prenosová frekvencia - a teplotu PN Priechod

Zenerove diódy

• Prevádzkuje sa v závernom Smer: A-, K + (anódy -, katóda +)
• Používa sa na stabilizácia napätia (v elektronických obvodoch a na stabilizácia Napätie v sieťových zdrojoch)
• Ked Napätie pomaly zvyšujeme Prúdy netečie, pri Uz Napata dochádza v PN Priechod k tzv. Nedeštruktívnemu prierazu a zenerove diódy tiecť pracovný Prúdy

dochádza k stabilizačnému javu- Prúdy ai Napätie kolíše Medzi určitými hodnotami

Bipolárne tranzistory -I

• Polovodičové súčiastky s dvoma PN Priechod sa na tzv. Tranzistorovom Jave zúčastňujte dva druhy voľných nosičov nábojov: -elektróny a diery

Tranzistory podľa usporiadanie delí na PNP a NPN