G11_PHY_S2_SB1_U4

More documents

Recommendations

Info

الدرس 2-4: أشباه الموصِّ‏ التأشباه الموصالتلوال اإللكترونيات لما كانت الحياة الحديثة بالشكل الذي تبدوعليه اليوم،‏ والتي تعتمد على خصائص أشباه الموصالت.‏شبه الموصل مادة تكون فيها أعداد قليلة من اإللكتروناتحرّ‏ ة لنقل تيار كهربائي.‏ تمتلك أشباه المُ‏ وصالت مقاومةنوعية تتراوح بين المقاومة النوعية للعوازل والمقاومةالنوعية للموصالت.‏ يُعدّ‏ السيلكون المادّة األكثر استخدامًافي أشباه المُ‏ وصالت ،Semiconductors ويُستخدم في99.9% من كل رقاقات الحواسيب واألجهزة اإللكترونيّة‏)الشكل 21-4(.الموصليّةالشكل 21-4 لوحة دائرة مع رقاقات السيليكونالميكرويّة.‏الموصليّة Conductivity هي عكس المقاومة النوعية.‏ تعني الموصليّة العالية مقاومة مُنخفضة لتدفُّقالتيار.‏ وحدة الموصليّة الكهربائيّة هي السيمنس لكل متر (S/m) .Siemens per meter وبما أنّ‏الموصليّة هي عكس المقاومة النوعية،‏ يكون 1 S مقلوب 1. Ω يُظهر الجدول 2-4 الموصليّة لموادنقيّة مختلفة عند درجة حرارة الغرفة.‏الموصليّة )S/m(المادةالموصالتالفضةالنحاس 6.8×10 76.0×10 71.0×10 7الحديدزجاج السيلكاالخرسانة -11 -10 -10 1010 -9< 10 -13أكسيد األلومنيومالعوازلأشباه الموصالتالسيلكون4×10 -42×100الجيرمينيومزرنيخ الجاليوم10 -619الجدول 2-4 الموصليّة لمواد مختلفة،‏ عند درجة حرارة الغرفة.‏
الوحدة 4: األجهزة اإللكترونية في دوائر التحكُّم العمليةالتغيُّر في موصليّة السيليكونتكمن فائدة أشباه الموصالت في اإلمكانية الكبيرة لتغيُّر موصليتها بمعامل يفوق 10,000، وذلك عنطريق إضافة كميّة صغيرة من عنصر آخر،‏ كالبورون أو الفوسفور.‏ تقوم إضافة ذرّ‏ ة واحدة من الفوسفورلكل 10 ماليين ذرّ‏ ة سيليكون بزيادة الموصليّة بمقدار 20,000. أما إضافة مثل تلك الكمّ‏ يات الصغيرةإلى عناصر أخرى ال يكون لها أي تأثير في الموصالت والعوازل العادية.‏أشباه الموصالت من النوع السالبتمتلك ذرّ‏ ات الفوسفور خمسة إلكترونات تكافؤ،‏ مقارنة بذرّ‏ ات السيليكون التي تمتلك أربعةمنها.‏ عندما ترتبط ذرّ‏ ات الفوسفور بشبكة ذرّ‏ ات السيليكون،‏ فإن أربعة من أصل خمسة إلكتروناتتكافؤ من ذرّ‏ ة الفوسفور ترتبط بذرّ‏ ات السيليكون المجاورة.‏أما اإللكترون اإلضافي فال يرتبط بأي ذرّ‏ ة محدَّ‏ دة،‏ ويكونحرًّ‏ ا ليحمل التيار ‏)الشكل 22-4(. وهكذا فإن إضافة شائبةالفوسفور إلى السيليكون تشكِّ‏ ل شبه موصل من النوعالسالب n الذي تقوم فيه اإللكترونات بحمل التيّار.‏أشباه الموصالت من النوع الموجبتملك ذرّ‏ ة البورون ثالثة إلكترونات تكافؤ،‏ فهي أقل بواحد منإلكترونات السيليكون.‏ عند ارتباط ذرّ‏ ات البورون بشبكة ذرّ‏ اتالسيليكون،‏ تلتقط ذرّ‏ ة البورون إلكترونًا من ذرّ‏ ة السيليكونالمجاورة،‏ فتصبح ذرّ‏ ة السيليكون فاقدة إللكترون ولها محصِّ‏ لةشحنة موجبة تسمى الفجوة ‏)الشكل 23-4(. وبذلك يشكّ‏ لالسيليكون مع الشائبة شبه موصل من النوع الموجب والذيتقوم فيه الفجوات بحمل التيّار.‏ تجذب ذرّ‏ ة السيليكون الموجبةp اإللكترون من الذرّ‏ ات المجاورة،‏ فتتحرّ‏ ك الفجوة.‏ تأخذالفجوة الجديدة اإللكترون من الذرّ‏ ة المجاورة،‏ لتتحرّ‏ ك مرة ثانيةكما هو مبيّن في الشكل 24-4. وبينما تقفز اإللكترونات مبتعدةباتجاه معيّن،‏ تتحرّ‏ ك الفجوة في االتجاه المعاكس حاملةً‏ التيّار.‏ذرةالفوسفور إلكترونإلكترونات حرةذرةالسيليكونالشكل 22-4 أشباه الموصالت من النوعالسالب.‏ذرةالبورونإلكترونفجوةفجوة فجوة فجوةذرةالسيليكونالشكل 23-4 أشباه الموصالت من النوعالموجب.‏ذرةالسيليكونالشكل 24-4 تحرّ‏ كات الفجوة في الموصِّ‏ ل من النوع الموجب.‏ذرة البورون20
Page 1 and 2: P1109P1110P1111الوحدة 4األ
Page 3 and 4: الدرس 1-4المُ‏ كثِّ
Page 5 and 6: الوحدة 4: األجهزة اإ
Page 15 and 16: الوحدة 4: األجهزة اا
Page 17: الوحدة 4: األجهزة اإ
Page 25 and 26: الدرس 3-4مُ‏ جزِّئ ا
Page 45 and 46: الوحدة 446••••••
Page 47 and 48: تقويم الوحدة‎5.5‎م
Page 49 and 50: تقويم الوحدة‎1818‎م
Page 51 and 52: تقويم الوحدة1kΩBCE9V‎

G11_PHY_S2_SB1_U4

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?