أسباب تسرب المياه من الثلاجة

تنقسم المواد من حيث توصيلها للكهرباء إلى ثلاثة أنواع مواد موصلة للكهرباء ومواد عازلة ومواد شبه موصلة ويمكنك التعرف على الفرق بين الموصلات والعوازل واشباه الموصلات من هنا ، ولكن سوف نركز في هذا المقال على أشباه الموصلات.

ماهي أشباه الموصلات؟

أشباه الموصلات

هي مواد تقع بين المواد الموصلة التي تكون مقاومتها النوعية قليلة جدا فتسمح بمرور التيار, والمواد العازلة التي يكون مقاومتها النوعية عالية جدا فتمنع مرور التيار، ولذلك فإن أشباه الموصلات تكون متوسطة المقاومة النوعية ليست بالقليلة ولا الكبيرة.

خصائص أشباه الموصلات (الجرمانيوم والسيليكون)

• لها خصائص كهربية بين المواد الموصلة والمواد العازلة ولذلك سميت بالشبه موصلة.
• تمتلك عدد قليل من الإلكترونات الحرة ولذلك لا يمكنها توصيل التيار الكهربي ولكن يمكن تحسين هذه التوصيلية بإضافة بعض الشوائب لها التي تزيد من الإلكترونات الحرة فيها.
• تتم إضافة عدد من ذرات الشوائب بنسبة 1 (شائب): 10 مليون (شبه موصل) بعملية تسمى بالتطعيم.
• يتم استخدام عنصر شبه موصل كالسيليكون واضافة شوائب للحصول على بلورة جديدة اما تكون موجبة أو سالبة، فمثلا: إضافة الزرنيخ أو الانتيمون يعطينا بلورة سالبة - وإضافة الجاليوم او البورون يعطينا بلورة موجبة.

كيف يتم تطعيم اشباه الموصلات؟

أولا: N-Type semiconductor

لو عندنا جزيء سيليكون يتكون من خمس ذرات يكون عبارة عن بلورة سيليكون نقية لأن كل ذراتها سيليكون ومستقرة لأنها لا تحتاج خروج أو دخول الكترونيات ولكن ليس به إلكترونات لدرجة أنه يستطيع توصيل التيار، ولكن إذا حفزنا بالتطعيم عن طريق إضافة شوائب مثل الأنتيمون يدخل هذا الشائب على جزيء السيليكون مكان ذرة من ذرات السيليكون ذرة الأنتيمون سوف تتفاعل مع أربع ذرات من السيليكون ويصبح نتاج هذا التفاعل إلكترون حر يمكنه الانتقال وخلق تيار كهربائي وتصبح بلورة سيليكون مشوبة بالانتيمون ويطلق عليها بلورة سالبة لأنها ولدت لنا إلكترون حر .

ثانيا: P-Type semiconductor

أما لو أدخلنا على بلورة سيليكون نقية شائب مثل بورون تتفاعل مع الأربع ذرات من السيليكون ويصبح نتاج هذا التفاعل أخر ذرة سيليكون ينقص منها إلكترون يمثل فجوة يمكنها استيعاب إلكترون قادم وبالتالي خلق تيار كهربائي ويطلق عليها بلورة موجبة لأن عدد الالكترونات بها أقل من اللازم.

ثالثا: الجمع بين البلورة السالبة مع البلورة الموجبة

عندما نضع الاثنين معا يصبح لدينا دايود ثم الترانزستور والترياك ....وهكذا.

تطبيقات على أشباه الموصلات

• الدايود
• الترانزستور
• الثايرستور
• الترياك
• الداياك
• الدارات المتكاملة
• الخلايا الشمسية

كتاب أشباه الموصلات pdf

المصادر

دورة الالكترونيات العملية: ما هي اشباه الموصلات (Semiconductors)؟

للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا