 |
|
Polovodiče: Vlastní polovodič Termistor Fotorezistor Tenzoelektrická součástka Expozimetr Fotobuňka Světelná závora, zabezpečovací zařízení
|
|
Tenzoelektrická součástka je polovodičová součástka bez PN přechodu (kus polovodiče), jejíž odpor je závislý na mechanickém tlaku.
obr. 1: Schematická značka tenzoelektrické součástky
Na jakém principu součástka funguje? Mechanickým tlakem se změní mřížková konstanta (vzdálenost atomových rovin) polovodiče a tím se změní koncentrace částic s nábojem a může se měnit i šířka zakázaného pásu (čímž se mění počet elektronů ve vodivostním pásu). U některých materiálů, např. germania, křemíku, stříbra a arsenu se efekty těchto dvou změn sčítají. Právě z takovýchto materiálů se vyrábějí tenzoelektrické součástky.
Citlivost součástky je vyjádřena fyzikální veličinou tenzometrická citlivost G, která se definuje vztahem
,
kde r je měrný
elektrický
odpor ¤ součástky bez mechanického namáhání,
Dr je změna
měrného elektrického odporu téže
součástky při mechanickém namáhání,
l je klidová délka součástky,
Dl je změna délky součástky při mechanickém
namáhání.
Příklady tenzometrické citlivosti některých polovodičových materiálů udává následující tabulka.
| Materiál polovodiče | Typ vodivosti ¤ | r/W m | G |
| Ge | N | 16,6 | -157 |
| 1,5 | -147 | ||
| P | 15,1 | +102 | |
| 1,1 | +101,5 | ||
| Si | N | 10 | -8 |
| 1 | -9 | ||
| P | 10 | +195 | |
| 1 | +172 | ||
| GaSb | N | -226 | |
| InSb | P | +212 |
Tabulka 1: Charakteristické veličiny tenzoelektrických součástek (při teplotě 20ºC a krystalové orientaci [111] ).
1. Měření tlaku. Aby bylo měření
dostatečně citlivé, měří se v můstkovém zapojení, které je principielně
znázorněno na obr. 2.
obr. 2: Měření tlaku pomocí tenzoelektrické součástky
Odpor reostatu nastavujeme tak, aby ampérmetrem neprotékal proud, a z odporu tenzoelektrické součástky můžeme určit tlak na ni působící.
Spočítejte si úlohu ¤.
2. Mikrofon. Pracuje na stejném principu jako uhlíkový mikrofon.
Jak vlastně pracuje uhlíkový mikrofon?
3. Převodník mechanického tlaku na elektrické napětí.
Další ("velká") kapitola: Příměsový polovodič, usměrňování ¤