AKTIVNI ELEKTRONSKI ELEMENTI Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović 2.4.2. AKTIVNI ELEKTRONSKI ELEMENTI Aktivni elektronski elemenati izrađeni su od poluprovodnika, a u ovu skupinu ubrajamo: diode, tranzistore i integralna kola. Poluprovodnici su elementi koji propuštaju struju samo u jednom smjeru. Za izradu poluprovodnika koristi se silicij (Si) i germanij (Ge). Silicijum i germanijum su četverovalentni elementi jer imaju četiri valentna elektrona. 4+ dvodimenzionalni prikaz strukture atoma silicijuma Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović Poluprovodnik N tipa Kada silicijumu dodamo petovalentne atome arsena, tada se oni simetrično raspoređuju u kristalnoj rešetki. U ovakvoj strukturi elektron viška, kao slobodni nosilac naelektri- sanja, vrši prenos struje. Zbog toga ovakva struktura se naziva N tip. 4+ 5+ Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović Poluprovodnik P tipa Kada se kao primjesa silicijumu doda indijum tada u strukturi ne- dostaje jedan elektron. Nedostajući elektron u strukturi atoma stvara šupljinu koju popu- njava elektron iz susjednog atoma u kojem se stvara nova šu- pljina. Neprestalnim popunjavanjem šupljina susjednim elektronima vrši se prenos struje. Ovakva struktura se naziva P tip. 3+ 3+ 4+ Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović Spajanjem struktura P i N tipa dobijamo najjednostavniji polu-provodnik – diodu. P N dioda Spajanjem P tip na + izvora struje, a N tip – elektroni će se usmjereno kretati prema pozitivnom, a „šupljine“ prema negati-vnom polu izvora. Kada je napon dovoljno visok da elektroni i „šupljine“ savladaju otpor graničnog sloja, kroz PN spoj će teći struja. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Dioda se sastoji od anode i katode. 2.4.2.1. DIODE Diode su elektronski elementi koji propuštaju struju samo u je-dnom smjeru, od anode prema katodi. Dioda se sastoji od anode i katode. anoda katoda uobičajene oznake katode simbol i izgled diode Prema namjeni i karakteristikama, diode dijelimo na: ispravljačke, zener, svijetleće (LED), tunelske, varikap diode i dr. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović 2.4.2.1. DIODE Ispravljačke diode koristimo za ispravljanje izmjenične u isto-smjernu struju. Elektronski uređaj koji je namijenjen za transformaciju i ispravlja- nje napona nazivamo ispravljač. Način rada ispravljača Transformator u ispravljaču ima funkciju da mrežni izmjenični napon na primaru snizi na sekundaru. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović 2.4.2.1. DIODE Ispravljačke diode koristimo za ispravljanje izmjenične u isto-smjernu struju. Elektronski uređaj koji je namijenjen za transformaciju i ispravlja- nje napona nazivamo ispravljač. Način rada ispravljača Ugradnjom jedne diode, na sekundaru transformatora, vrši se poluvalno ispravljanje struje. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović 2.4.2.1. DIODE Ispravljačke diode koristimo za ispravljanje izmjenične u isto-smjernu struju. Elektronski uređaj koji je namijenjen za transformaciju i ispravlja- nje napona nazivamo ispravljač. Način rada ispravljača Ugradnjom četiri diode, u Grecov spoj, vrši se punovalno ispra- vljanje struje. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović 2.4.2.1. DIODE Ispravljačke diode koristimo za ispravljanje izmjenične u isto-smjernu struju. Elektronski uređaj koji je namijenjen za transformaciju i ispravlja- nje napona nazivamo ispravljač. Način rada ispravljača Paralelnim spajanjem kodenzatora na izlazu vrši se peglanje napona. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović 2.4.2.1. DIODE Zener-diode pri tzv. zenerovom proboju postaju provodljive, a napon postaje stabilan. Zbog toga se Zener-diode ili sklopovi sa njima koriste za stabilizaciju napona. simbol i izgled Svijetleće – LED diode svijetle pri proto-ku struje određene jačine. Zavisno od materijala od kojeg su izrađe-ne i talasne dužine, diode emituju različitu svjelost. simbol i izgled LED diode, prema boji, priključujemo na predviđeni napon i struju. Kada je napon niži od predvi-đenog dioda neće svijetliti, a kada je viši dioda će pregorjeti! Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović 2.4.2.1. DIODE Tunelske diode imaju sposobnost tune-liranja na uskom prelaznom sloju pri čemu slobodni elektroni i šupljine prelaze s je-dne na drugu stranu PN-spoja pri malim naponima. simbol i izgled Varikap diode imaju mogućnost promjene kapaciteta sa promjenom napona, pa se još nazivaju kapacitivne diode. simbol i izgled Laserske diode generiraju vrlo uzak snop svjetlosti. Upotrebljavaju se u komunikaciji, mode-rnim upravljačkim sistemima, za prenos video-signala, mjernoj i kontrolnoj tehnici itd. simbol i izgled Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović Pitanja za provjeru znanja Nabrojte aktivne elektronske elemente! U aktivne elemente ubrajamo diode, tranzistore i integralna kola. 2. Šta su poluprovodnici? Poluprovodnici su elementi koji propuštaju struju samo u jednom smjeru. 3. Koju poluprovodničku strukturu označavamo kao N tip? Strukturu u kojoj elektron viška, kao slobodni nosilac nae-lektrisanja, vrši prenos struje označavamo strukturom N tipa. 4. Šta je dioda? Dioda je elektronski element koji propušta struju samo u jednom smjeru, od anode prema katodi. 5. Navedite vrste dioda! Prema namjeni i karakteristikama, diode dijelimo na: ispra-vljačke, zener, svijetleće (LED), tunelske, varikap diode i dr. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović Pitanja za provjeru znanja 6. Objasnite ulogu Grecovog spoja! Grecov spoj vrši punovalno ispravljanje struje. 7. Gdje se i u koju svrhu upotrebljavaju Zener-diode? Zener-diode ili sklopovi sa njima koriste se za stabilizaciju na-pona. 8. Objasnite način rada LED? LED diode svijetle pri protoku struje određene jačine. 9. Na kojim naponima i jačini struje radi LED? LED diode rade na naponima od 1,7 do 4,5V i jačini struje od 20 do 35 mA, što ovisi o boji LED diode. 10. Šta su varikap diode? Varikap diode imaju mogućnost promjene kapaciteta sa promjenom napona, pa se još nazivaju kapacitivne diode. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović Vježba : Ispitivanje ispravnosti diode   Najjednostavnije je ispravnost diode ispitati ommetrom. 1. Preklopnik dometa na područje x 1k omskog mjernog područja. 2. Crnu pipalicu postavite na izvod katode, a crvenu na izvod anode diode. 3. Ako je dioda ispravna, kazaljka će na omskoj skali načiniti otklon na 0 Ω. 4. Ako dioda nije ispravna, kazaljka neće načiniti otklon. 5. Ako zamijenimo položaj pipalica, dioda je ispravna ako kazaljka ne načiniti otklon. 6. Ako dioda nije ispravna, kazaljka će ponovo načiniti otklon. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović PRAKTIČAN RAD LED ispitivač provodnika Prema uputstvima datim u udžbeniku na strani 95, izradite LED ispitivač provodnika. Za njegovu izradu potrebana je PVC kutijica, tri baterije od 1,5 V, LED dioda, mikro prekidač i provodnici. Zavisno o boji LED diode koju ćete ugraditi u ispitivač, proraču-najte vrijednost otpornika koji je potreban u strujnom kolu. Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović

Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović Da se podsjetimo. LED diodu u strujnom kolu spajamo na predviđeni napon, kako je dato u tabeli. Priključenje LED diode na više napo-ne vrši se spajanjem u seriju sa otpo-rnikom. Online program za proračun vrijednosti otpornika u serijskoj vezi sa LED diodom: http://led.linear1.org/led.wiz Vrijednost otpornika (R) se izračunava tako što se od priključnog napona (U) oduzme pad napona diode (PUD), a dobivena razlika podijeli sa strujom diode (ID). R = ( U – PUD ) / ID Tehnička kultura 8, M.Cvijetinović i S. Ljubović