أشباه الموصلات

 

 

  • إن بنية عنصر السيليكون تتشابه مع بنية الألماس.
  • و بالمقارنة مع الألماس ، فإن في السيليكون فراغا (فاصل) أصغر نسبيا بين الأفلاك الجزيئية المملوءة و الأفلاك الجزيئية الفارغة ، و بالتالي يمكن للقليل من الإلكترونات أن تمر خلال الفراغ عند 25 درجة سيليزية، مما يجعل السيليكون عنصر شبه موصل أو مجازا شبه موصل.
  • عند درجات الحرارة العالية تزداد موصلية السيليكون.
  • هناك نوعين من أشباه الموصلات:

1 – شبه الموصل من النوع السالب: مادة تزداد الموصلية فيها من خلال تطعيمها بذرات من عنصر آخر له إلكترونات تكافؤ أكبر من البلورة المضيفة.

2 – شبه موصل من النوع الموجب: مادة تزداد الموصلية فيها من خلال تطعيمها بذرات من عنصر آخر له إلكترونات تكافؤ أقل من البلورة المضيفة.

  • إن أهم تطبيقات أشباه الموصلات هي تلك التي تدخل فبها النوعين الموجب و السالب تشكيل وصلة الموجب –السالب.
  • فعند الوصلة ينتقل عدد صغير من الإلكترونات من منطقة النوع السالب إلى منطقة النوع الموجب ، حيث توجد أماكن شاغرة في الأفلاك الجزيئية منخفضة الطاقة. و يتمثل تأثير هذه الانتقالات في وضع الشحنة السالبة على منطقة النوع الموجب (حيث أن لديها الآن فائض في الإلكترونات) و كذلك الشحنة الموجبة على المنطقة من النوع السالب (حيث أنها فقدت الإلكترونات تاركة فراغات في الأفلاك الجزيئية منخفضة الطاقة). يمنع تولد الشحنة هذا و المعروف باسم جهد الاتصال أو جهد الوصلة المزيد من هجرة الإلكترونات.
  • لنفترض الآن أنه تم تطبيق مصدر تيار خارجي من خلال توصيل الطرف السالب للبطارية بمنطقة النوع الموجب والطرف الموجب بمنطقة النوع السالب، كما هو مبين في الشكل (b). فالإلكترونات تجذب نحو الطرف الموجب و تتحرك الثقوب الناتجة عن ذلك نحو الطرف السالب – تماما عكس التدفق الطبيعي للإلكترونات عند وصلة الموجب-السالب. فالوصلة تقاوم التدفق الحالي المفروض في هذا الاتجاه ويقال إنه تحت التوجه العكسي. و بالتالي لا يتدفق أي تيار خلال النظام.
  • إذا تم توصيل البطارية بحيث وُصِّل الطرف السالب بمنطقة النوع السالب و وصل الطرف الموجب بمنطقة الطرف السالب (الشكل c) فإن حركة الإلكترونات (والثقوب) تكون في الاتجاه المفضل. و هنا يكون للوصلة أقل مقاومة ويتدفق التيار بسهولة. ويقال إن الوصلة تكون تحت التوجه الأمامي.

 

 

 

مقالات قد تفيدك :

أضف تعليق

كلمات دليلية: , , , ,