اشباه الموصلات

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة Semiconductors or semiconductor materials

تعرفنا في الموضوع السابق على الفرق في التركيب الذري ما بين الموصلات واشباه الموصلات والعوازل وأخذنا فكرة واضحة عن الاختلاف بين هذة المواد المختلفة  وحددنا هذا الاختلاف بين الموصلات واشباه الموصلات والعوازل في اختلاف المسافة بين حزمة التكافؤ وحزمة التوصيل لتلك المواد والتي تسمى بثغرة الطاقة المحظورة حيث تكون هذة المسافة في العوازل  كبيرة جدا وتنعدم تقريبا في الموصلات حيث
تتداخل حزمة التكافؤ وحزمة التوصيل في المواد الموصلة للكهرباء بينما تكون ثغرة الطاقة المحظورة اي المسافة بين حزمة التكافؤ وحزمة التوصيل في اشباه الموصلات صغيرة نسبيا علما ان مخطط مستويات الطاقة للالكترونات  في اشباه الموصلات  لا يختلف عن مخطط مستويات الطاقة  للالكترونات في العوازل الا في مسافة ثغرة الطاقة المحظورة حيث تكون هذة المسافة في العوازل كبيرة جدا بحيث انه يجب تسليط طاقة

كبيرة جدا على الالكترونات الموجودة في حزمة التكافؤ من اجل نقلها او رفعها الى مستويات حزمة التوصيل في المواد العازلة للكهرباء بحيث ان تلك الطاقة التي يجب تسليطها على الالكترونات تؤدي الى تسخين العازل وحرقه قبل ان تتمكن من رفع تلك الالكترونات من حزمة التكافؤ الى حزمة التوصيل راجع الدرس السابق الموصلات واشباه الموصلات والعوازل لمزيد من المعلومات

اشباه الموصلات مخطط مستويات الطاقة في العوازل واشباه الموصلات

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

في حين ان في اشباه الموصلات يمكن تسليط طاقة قليلة على الالكترونات الموجودة في حزمة التكافؤ لغرض نقلها او رفعها الى حزمة التوصيل اما في الموصلات فهناك تداخل بين حزمة التكافؤ وحزمة التوصيل لذلك فأن الالكترونات تكون حرة الحركة ابتداءا 

  ولا تحتاج الى اي طاقة 

اشباه الموصلات مخطط مستويات طاقة الالكترونات في الموصلات

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

المواد شبه الموصلة النقية

Pure semiconductor materials

من المواد شبه الموصلة مادة الجرمانيوم التي تمتلك ذرتها  32  الكترون منها 28 الكترون تتوزع على مستويات الطاقة الداخلية لذرة الجرمانيوم وتبقى 4 الكترونات تدور في مدارها الخارجي الذي يسمى مدار التكافؤ كما في الصورة التالية

اشباه الموصلات ذرة الجرمانيوم

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

ومن المواد شبه الموصلة مادة السليكون التي تمتلك ذرتها 14 الكترون منها 10 الكترونات تتوزع على مستوياتها الداخلية  وتبقى 4 الكترونات تدور في مدارها الخارجي  اي تدور في مستوى التكافؤ

اشباه الموصلات ذرة السليكون

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

كما نلاحظ في الصور السابقة ان لذرة السليكون وذرة الجرمانيوم  اربعة الكترونات خارجية لذلك فأنه بأتحاد ذرات الجرمانيوم معا او اتحاد ذرات السليكون معا فأنها تتحد بنسق  بلوري اي تشكل بلورة منتظمة جميلة الشكل عن طريق تكوين اواصر تساهمية بين هذة الذرات ومعنى الاصرة التساهمية هو ان كل ذرة في البلورة تساهم بألكترون واحد لكي يرتبط مع الكترون واحد ايضا تساهم به الذرة المجاورة  لها كما في الصورة التالية

اشباه الموصلات اتحاد الذرات لتشكيل بلورة السليكون

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

نلاحظ في الصورة في الاعلى ان عملية الاتحاد تمت عن طريق الالكترونات الموجودة في المدار الخارجي لذرات السليكون وان الكترون التساهم اصبح لا يتبع لنفس الذرة التي كان فيها فقط بل كذلك يتبع للذرة الاخرى التي تم الاتحاد معها من قبل ذرته بواسطته  اي بواسطة الكترون التساهم 

ان تسليط طاقة على شبه الموصل النقي مثل حرارة او ضوء او تيار كهربائي فأن ذلك يؤدي الى تكسر بعض الاواصر التساهمية نتيجة لاكتساب الكتروناتها تلك الطاقة الخارجية وبالتالي تنتقل من مستوياتها التكافؤية الموجودة فيها حاليا الى مستويات التوصيل الاعلى منها في الطاقة وان الالكترون المنتقل يترك مكانه فجوة او فراغ 

اشباه الموصلات تكون ازواج الكترون فجوة

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

علما ان انتقال الالكترون الى حزمة التوصيل يجعل شبه الموصل موصل للكهرباء  هذا بالاضافة الى ان الفجوات التي تكونت في شبه الموصل تسلك سلوك الشحنة الموجبة  

ومن هذا نستنتج ان عملية التوصيل في اشباه الموصلات تتم عن طريق ازواج الالكترون فجوة اي الالكترونات والفجوات في حين ان عملية التوصيل في الموصلات تتم عن طريق الالكترونات فقط

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

ملاحظة

بالاضافة الى ما ذكر من الاختلاف بين الموصلات واشباه الموصلات بالنسبة لعملية التوصيل هناك اختلاف اخر جدير بالملاحظة حيث ان قابلية التوصيل في الموصلات تقل بأرتفاع درجات الحرارة لانه كما تمت الاشارة سابقا فأن هناك تداخل في حزمة التكافؤ وحزمة التوصيل لذلك فبأرتفاع درجات الحرارة يؤدي الى زيادة اهتزاز الالكترونات الموصلة للتيار الكهربائي وبالتالي زيادة اصطدامها مع الالكترونات الموجودة في حزمة التكافؤ   بعضها مع البعض الاخر وتبديد الطاقة

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

بينما في اشباه الموصلات فأن ارتفاع درجات الحرارة يؤدي الى زيادة تكسر الاواصر التساهمية وبالتالي زيادة الالكترونات التي تنتقل من حزمة التكافؤ الى حزمة التوصيل وبما ان السيطرة او التحكم بزيادة او نقصان التوصيل في اشباه الموصلات عن طريق الحرارة امر غير مرغوب فيه من الناحية العملية لذلك تتم السيطرة على نسبة وكمية التوصيل في اشباه الموصلات عن طريق اضافة شوائب الى المادة شبة الموصلة 

المواد شبه الموصلة المشوبة او الغير نقية

Semiconducting material non-pure

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

يمكنك متابعة اي درس تريده من صفحة فهرس المواضيع

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

يمكنك المشاركة في مجموعة تعلم صيانة واصلاح الاجهزة المنزلية عبر الفيس بوك لتتمكن من رؤية جديد المواضيع  فور نشرها والمشاركة معها كما انه بمجرد ابداء اعجابك عبر الفيس بوك بأي موضوع في هذا الموقع سيتم اضافتك اليا لتتمكن من متابعة مواضيع الموقع فور  نشرها

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

ملاحظة :
 يتم اضافة الكثير من الدروس والمواضيع الاخرى سواء في نفس الاقسام او في اقسام اخرى متجددة حسب موضوع الدرس يوميا تقريبا او كل بضعة ايام وذلك لأن مواضيع موقع تعلم صيانة واصلاح الاجهزة المنزلية متجددة بأستمرار  فبقدر متابعتكم للموقع تكون استفادتكم من موضوعاته اكثر واكبر
اتمنى للجميع الأستفادة

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة

تأليف واعداد
المهندس مؤيد رحيم 
ملاحظة
يمكن لآي شخص الاستفادة الكاملة من محتوى موقع تعلم صيانة واصلاح الاجهزة المنزلية ونشرها في موقعه او مواقع صديقة له ليستفاد منها اكبر عدد ممكن من المهتمين بهكذا دروس على شرط ان يذكر المصدر ورابط هذا الموقع
http://learnfixinghomedevices.blogspot.com/

اشباه الموصلات او المواد شبه الموصلة