Elektryczność i Magnetyzm

Wykład: Jan GajPokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski,

Tomasz Jakubczyk

Wykład dziewiąty 16 marca 2010

Z ostatniego wykładu

Przewodnictwo różnych materiałów Metale, półprzewodniki i izolatory,

nadprzewodniki, przewodzenie szkła Półprzewodniki samoistne, typu n i typu p Wpływ oświetlenia na przewodnictwo Pomiary natężenia i napięcia, przy dużym i

małym oporze Łączenie oporów, dzielnik napięcia Dioda półprzewodnikowa, także lawinowa

Tranzystor polowy FET (JFET)junction field effect transistor

William Shockley John BardeenNobel 1956

Walter Brattain

Tranzystor polowy FET (unipolarny)

G

S D

V

V

p

n

1. Zmiana oporności kanału

2. Nasycenie

Warstwa zubożona

źródło dren

bramka

kanał

Warstwa zubożona (depletion layer)

Pasmo przewodnictwa

Pasmo walencyjne

metal

dziury

+

+

+

+

+

+

+

+

Przerwa energetyczna

d

- - - -

Ene

rgia

ele

ktro

nów

położenie

Warstwa inwersyjna (inversion layer)

Pasmo przewodnictwa

Pasmo walencyjne

metal

dziury

+

+

+

+

+

+

+

+

Przerwa energetyczna

elektrony

+

+

+

+

+

+

+

+

Ene

rgia

ele

ktro

nów

położenie

Tranzystor polowy MOSFET metal-oxide-semiconductor field effect transistor

Elektroliza

Prawa elektrolizy Faradaya

I m = kQ II k r r = /w

równoważnik chemiczny = masa molowa/wartościowośćalbo: r/k = F

Stała Faradaya F = NAe = 96500 C

Stała Faradaya: ładunek, który wydziela na elektrodzie równoważnik chemiczny substancji

Przykłady: wodór r = 1 g, tlen r = 8 g

Polaryzacja elektrolityczna

V

W wyniku elektrolizy powstało ogniwo gazowe

A

Ogniwo Volty

Polaryzacja szkodzi!

Bateryjka (ogniwo) paluszkowajak zwalczyć polaryzację?

Termopara mała i duża

CuCu

konstantan

Zjawisko termoelektryczne

Znak napięcia zimnego końca ujawnia znak ładunku nośników

Wykrywamy elektrony i dziury

Cu

Znak zimnego spojenia!

Cu

Si

Źródło prądu stałego

0 2 4 6 8 100

1

2

3

4

5

I (A)

U(V)

Siła elektromotoryczna E

0 2 4 6 8 100

1

2

3

4

5

czy ?U

(V)

I (A)

U = E – Rw I

Przybliżenie stałego oporu wewnętrznego nie zawsze spełnione!

Prąd zwarcia Iz

Źródło napięciowe i prądowe

0 2 4 6 8 100

1

2

3

4

5

I (A)

U(V)

0 2 4 6 8 100

1

2

3

4

5

I (A)

U(V)

Rw = 0 Rw

Mostek Wheatstone’a - historia

R1

R3 R2

GRx

I1I2

2312211 IRIRIRIR x oraz

Warunki równowagi

2

13 R

RRRx

Stąd

Czułość galwanometru warunkuje dokładność wyznaczenia oporu!

Mostek Wheatstone’a – po co?

Czujnik GMR (gigantyczny magnetoopór): mniejsza wrażliwość na temperaturę

R0

R0R0+R

R0+R

Uwy

U0

0

RR

RU

RR

RR

RR

RUU wy

0

00

0

0

00 222

wy

wy

UU

URR

002

Mostek Wheatstone’a – po co?

Czujnik GMR (gigantyczny magnetoopór): mniejsza wrażliwość na temperaturę

R0

R0R0+R

R0+R

Uwy

I0

RIRRRIUwy 021

00021

0

2I

UR wy