Elektronika

1. Elektronika Elektromagnetické vlnění

2. Polovodiče • Mají větší rezistivitu než vodiče (od 10-6 Ω.m do 104 Ω.m) • Vedou elektrický proud hůře než kovy • Jejich odpor se z rostoucí teplotou zmenšuje • Při vyšší teplotě vedou lépe elektrický proud • Fotorezistory- Jejich odpor se zmenšuje po osvětlení

3. Příčina zmenšení odporu • Vznik volných elektronů , které se uvolňují vlivem energie dodané zahříváním nebo světelným, zářením • Nejvíce využívaný polovodič je křemík • Elektronová konfigurace křemíku 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2

4. Vnějším působením na polovodič (ozáření, zahřívání) vznikají v polovodiči páry záporných a kladných nosičů náboje: elektrony a díry. Tento děj nazýváme generace nosičů náboje. Vodivost jím způsobená se nazývá vlastní vodivost polovodiče

5. Poloha díry v krystalu se mění • V místě díry se zachytí volný elektron a naopak v jiném místě díry uvolněním elektronu vznikne • Při zvýšení teploty vznikají další nosiče náboje a vodivost polovodiče se zvětšuje

6. Příměsová vodivost polovodičů • Na vodivost polovodičů má vliv přítomnost malého množství cizích atomů tzv. příměsí • Potom mluvíme o tzv. příměsové vodivosti • Dva druhy příměsové vodivosti: • Elektronová vodivost • Děrová vodivost

7. Elektronová vodivost • Jako nosiče nábojů převažují elektrony – vodivost typu N Děrová vodivost • Je způsobena převahou kladných děr – vodivost typu P

8. Přechod PN Nejjednodušší součástka s jedním přechodem PN je polovodičová dioda

9. Polovodičová dioda je elektrotechnická součástka, jejímž úkolem v elektrickém obvodu je propouštět elektrický proud jedním směrem. Základem diody bývá křemíková nebo germaniová destička, obohacená z jedné strany o prvek s pěti valenčními elektrony (fosfor, arsen), z druhé strany o prvek s třemi valenčními elektrony (bor, hliník, gallium, indium).

10. Polovodičová dioda • Anoda (A) = vodivost typu P • Katoda (K) = vodivost typu N • Na anodu se připojuje kladný pól a na katodu záporný pól

11. Polovodičová dioda Nepropustný směr

12. Děje na přechodu PN

13. Usměrňovač Jako usměrňovač střídavého proudu se používá polovodičová dioda Schéma zapojení jednocestného usměrňovače s kondenzátorovým filtrem

14. Jednocestný usměrňovač

15. Jednocestný usměrňovač s kondenzátorovým filtrem

16. Dvoucestné usměrnění

17. Dvoucestný usměrňovač

18. Dvoucestný usměrňovač s kondenzátorem

19. Tranzistor Bipolární tranzistor je základní polovodičová součástka, která obsahuje dva PN přechody. Tyto přechody jsou od sebe odděleny tenkou vrstvou polovodiče.

20. Tranzistor • Základní krystal polovodiče je báze B • Oblasti s opačným typem vodivosti jsou kolektor C a emitor E • Typy tranzistorů PNP a NPN

21. Tranzistor NPN Zapojení se společným emitorem

22. Tranzistor NPN Vysvětlení

23. Zesilovač Zařízení, kterým se zvětšuje přivedené proměnné napětí, ale nemění se jeho časový průběh Základní součástkou je tranzistor

24. Oscilační obvod Je složený z kondenzátoru o kapacitě C a cívky o indukčnosti L

25. Oscilační obvod • Po nabití kondenzátoru je mezi deskami kondenzátoru napětí. • Přepneme přepínač a cívkou prochází proměnný proud, který vytváří magnetické pole cívky. Kondenzátor se vybíjí, obvodem prochází elektrický proud a vzniká magnetické pole. • Jakmile je kondenzátor vybit, proud v obvodu se zmenšuje a vzniká indukované napětí, kterým se kondenzátor nabije, ale opačně. • Vzhledem k tomu, že mezi deskami kondenzátoru je napětí, obvodem začne procházet znovu proud, ale opačným směrem. Kondenzátor se vybíjí, cívka vytváří magnetické pole, při jehož zániku se indukuje napětí a kondenzátor se znovu nabije tak, jako na začátku. • Energie elektrického pole v energii magnetického pole a naopak.

26. Oscilační obvod

27. Oscilační obvod Časový průběh proudu a napětí

28. Oscilační obvod • Vlastnosti oscilačního obvodu určují jeho parametry: • indukčnost cívky L • kapacita kondenzátoru C Thomsonův vztah

29. Oscilační obvod • Je třeba, aby oscilátor byl zdrojem netlumeného elektrického kmitání – kmitání se stále stejnou amplitudou • Toho se dosahuje tím, že v průběhu periody je do oscilačního obvodu dodávána energie, která nahrazuje úbytek energie vzniklý tlumením – vzniká generátor netlumeného kmitání, který je základem každého vysílače.

30. Elektromagnetický dipól • Základem sdělovací techniky je přenos energie elektromagnetického kmitání na velké vzdálenosti • Anténa – zařízení prostřednictvím kterého je přenos uskutečňován

31. Anténa • je zařízení k příjmu nebo k vysílání rádiových signálů, je to část vysokofrekvenčního vedení upravená tak, aby účinně vyzařovala energii do prostoru • Antény se dělí na antény přijímací a antény vysílací (v principu ale může každá anténa vysílat i přijímat): • vysílací anténa je určena k přeměně elektrické energie na energii elektromagnetických vln • přijímací anténa naopak slouží k přeměně energie elektromagnetických vln na elektrickou energii. • přijímací a vysílací zároveň

32. Antény

33. Anténa • Z fyzikálního hlediska se jedná o elektromagnetický dipól • Konstrukce elektromagnetického dipólu spočívá v rozevření konce dvouvodičového vedení • Pomocí napájecího vedení se připojí ke generátoru netlumeného kmitání o vysoké frekvenci • Napětí mezi konci vodiče periodicky dosahuje největší hodnoty

34. Anténa • Délka elektromagnetického dipólu odpovídá polovině délky elektromagnetického vlnění