التوصيل الكهربائي
يُعرّف التوصيل الكهربائي بأنه قدرة العناصر الكيميائية على توصيل التيار الكهربائي وتوصيل الحرارة أيضًا، وتُقسم العناصر الكيميائية أو المعادن حسب قدرتها على إيصال التيار الكهربائي إلى ثلاثة أقسام هي: الموصلات التي توصل التيار الكهربائي بدقة عالية مثل النحاس والذهب والفضة، والعازلات وهي التي لا تُوصل التيار الكهربائي نهائيًا مثل البلاستيك والخشب، وأشباه الموصلات والتي سيتم الحديث في هذا المقال عنها وتقديم بحث عن أشباه الموصلات. [١]
بحث عن أشباه الموصلات
عند بدء البحث عن أشباه الموصلات يجب تعريفها، وهي المعادن التي تُوصل التيار الكهربائي بصعوبة فهي ليست موصلات ولا عازلات، وتُستخدم أشباه الموصلات للتحكم في مرور التيار الكهربائي في الأجهزة الإلكترونية، وتُوجد أشباه الموصلات بين الموصل والعازل في الرقائق الإلكترونية ومكونات جهاز الحاسوب والدوائر المتكاملة والدايود والترانزستورات، ومن العناصر الكيميائية التي تُصنّف على أنها أشباه موصلات السيليكون والجرمانيوم ومركبات زرنيخيد الغاليوم وكبريتيد الرصاص وفوسفيد الإنديوم، وهناك نوعان أساسيان من أشباه الموصلات.
- ما هي أشباه الموصلات - Kahraba4U
- ذاكرة أشباه الموصلات Semiconductor memory – e3arabi – إي عربي
- معلومات عن اشباه الموصلات وانواعها . تعرف على أهم المعلومات عن أشباه الموصلات
- بلقيس فتحي وزوجها الجديد
ما هي أشباه الموصلات - Kahraba4U
ويمكن لهذه الشوائب أن تلعب دورًا هامًا في إضافة خصائص مميزة لأشباه الموصلات منها الحصول على نوعين من أشباه الموصلات غير النقية هما شبه موصل غير نقي من النوع السالب وشبه موصل غير نقي من النوع الموجب، وبذلك تزداد قدرة أشباه الموصلات على توصيل التيار الكهربائي كما سيأتي شرحه. معلومات عن اشباه الموصلات وانواعها . تعرف على أهم المعلومات عن أشباه الموصلات. شبه موصل من النوع السالب
وجد انه عند تطعيم بعض ذرات الجرمانيوم (Ga) رباعية التكافؤ، بذرات من عنصر خماسي التكافؤ مثل الزرنيخ (As)، فإن كل ذرة من ذرات الزرنيخ تساهم بأربعة إلكترونات من إلكتروناتها الخمسة لترتبط مع أربع ذرات من ذرات الجرمانيوم المحيط بها، بينما يظل الإلكترون الخامس غير مشارك في هذا الترابط. انظر إلى الشكل
ويترتب على ذلك أن يكون الإلكترون الخامس ضعيف الارتباط بذرات الزرنيخ، ولا يتطلب تحريره منها سوى قدر ضئيل جدًا من الطاقة، وهذا يجعل بلورة الجرمانيوم المطعمة بشائبة الزرنيخ محتوية على نسبة لا بأس بها من الإلكترونات الـحرة التي تتجول في البلورة من موضع إلى آخر، ومن ثم تصبح موصلة للكهرباء بدرجة أكبر، ويطلق على هذا النوع من الذرات بالشوائب المانحة Donors لأنها تمنح إلكترونًا حرًا للبلورة. عند إضافة الملايين من الذرات خماسية التكافؤ يعني ذلك إضافة الملايين من الإلكترونات الحرة ذات الشحنة السالبة، وتسمى المادة شبه موصل من النوع السالب n—type ولكن الشحنة الكلية للمادة تبقى متعادلة لأن عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات.
على رغم مما تم ذكره إلا أن زيادة الموصلية لأشباه الموصلات برفع درجة حرارتها لا يعد مرغوبًا فيه من الناحية العملية وذلك لما تتطلب هذه الطريقة من أجهزه تسخين، وما يلزم ذلك من زيادة في التكاليف، وكذلك زيادة في استهلاك القدرة، والأهم من ذلك صعوبة التحكم أو السيطرة على الخواص الكهربائية لأشباه الموصلات من خلال هذه الطريقة. تطعيم أشباه الموصلات
التطعيم (Doping) هو إضافة ذرات خماسية التكافؤ أو ثلاثية التكافؤ إلى مادة شبه الموصل النقية، بكميات صغيرة جدًا (حوالي جزء واحد في المائة مليون)، وذلك من أجل زيادة موصليتها للتيار الكهربائي، وتسمى الذرات المضافة بالشوائب (Impurities)، ويطلق على مادة شبه الموصل المطعمة مادة شبه موصل غير النقية (Extrinsic Semiconductor Material). على سبيل المثال، إذا تم استبدال ذرة سيليكون بذرة خماسية التكافؤ، مثل الزرنيخ، فإن أربعة من الإلكترونات تشكل روابط تساهمية مع أربع ذرات سيليكون مجاورة. ما هي أشباه الموصلات - Kahraba4U. ويتبقى إلكترون زائد حر الحركة خلال البلورة، بهذا الأسلوب يزداد عدد الالكترونات (السالبة) الحرة، ويصبح الإلكترون الخامس إلكترونًا ناقلًا يعمل على توصيل التيار. وتسمى هذه البلورة مادة سالبة (n-material type).
ذاكرة أشباه الموصلات Semiconductor Memory – E3Arabi – إي عربي
مميزات أشباه الموصلات
تمتاز بأن لها كفاءة عالية في مجال الطاقة، ولها أهمية كبيرة في مجال الصناعات المختلفة. رخيصة وغير مكلفة، وهذا يجعلها الأنسب في العديد من الاستخدامات. تستخدم في صناعة الإلكترونيات، وذلك لكفاءتها وقدرتها العالية. تمتاز بقدرتها على تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية. كما إنها تستخدم في صناعة الألواح الشمسية المستخدمة في تحويل الطاقة. اقرأ أيضًا: بحث عن أحد العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات
أنواع أشباه الموصلات
عند تحضير أشباه الموصلات تستخدم العديد من المواد الكيميائية، ولكن يضاف إليها مجموعة من الشوائب بنسب متفاوتة. كما تحدد تلك النسب قدرة التوصيل الكهربائي لتلك المواد، حيث تختلف قدرة التوصيل على نسبة الشوائب الموجودة في المادة. أشباه موصلات موجبة وهي التي تكون التوصيلية الكهربائية لها قليلة، وذلك لقلة الإلكترونات الحرة بها. أشباه موصلات سالبة تتميز بأن لها توصيلية كهربائية كبيرة، وذلك لوجود نسبة كبيرة من الإلكترونات الحرة بها. كما إنها أيضًا تنقسم إلى أشباه موصلات نقية وأشباه موصلات غير نقية. استخدامات أشباه الموصلات
تتعدد استخدامات أشباه الموصلات، وذلك لأهميتها الكبيرة في مجال الصناعات.
تاريخ اكتشاف أشباه الموصلات
تم استخدام مُصطلح شبه الموصل للمرة الأولى من قبل العالم ألساندرو فولتا وكان في عام 1782 ميلادية وأيضاً بعام 1833 ميلادية. لاحظ العالم مايكال فاراداي طبيعة أشباه الموصلات وتأثير درجة الحرارة عليها، تمت ملاحظة انخفاض المقاومة الكهربية لكبريتيد الفضة مع رفع في درجة الحرارة. بعام 1874 ميلادية اكتشف العالم كارل براون مبدأ عمل الديودات المصنوعة من شبه الموصل، تمت ملاحظة تدفق التيار بُحرية باتجاه واحد. اخترع العالم جاجاديش تشاندرا بوس عام 1901 ميلادية أول جهاز شبه موصل وسماه شعيرات القطط، هو من أحد الأجهزة التي تقوم بتعديل التيار الكهربي. مميزات أشباه الموصلات
تتميز أشباه الموصلات بكفاءة عالية بمجال الطاقة ولها أهمية كبيرة بمجالات الصناعات المُختلفة. أشباه الموصلات هي مواد رخيصة وغير مُكلفة وهي الأنسب بالعديد من الاستخدامات. تُستخدم تلك المواد لصناعة الإلكترونيات وهذا يعود إلى كفائتها وقدرتها العالية. تمتلك الدرة على تحويل الطاقة الضوئية لطاقة كهربية. أشباه الموصلات تُستخدم بالألواح الشمسية في عمليات تحويل الطاقة. تعددت استخداماتها ومميزاتها حيث أن تلك الأشباه قد تم استخدامها لصناعة الألواح الشمسية والخلايا الضوئية.
معلومات عن اشباه الموصلات وانواعها . تعرف على أهم المعلومات عن أشباه الموصلات
[3]
التشويب [ عدل]
هو نوع من التطعيم وهو إضافة كمية صغيرة من ذرات مادة معينة إلى بلورة شبه الموصل النقي ( تشويب) بنسب تصل إلى (1: 1. 000. 000) بهدف زيادة الإلكترونات أو الثغرات الإلكترونية holes في البلورة. الثغرة الإلكترونية الموجبة [ عدل]
رمز صمام ثنائي - يسمح بمرور التيار من جهة ويمنعه من الجهة الأخرى
هي الفراغ الذي يخلفه الإلكترون المتحرر من ذرته فيترك ثغرة شحنتها موجبة. ويعتمد نقل التيار الكهربائي في شبه الموصل على حركة الإكترونات التي تتحرك في اتجاه المصعد وتتحرك في نفس الوقت الثغرات الموجبة الشحنة إلى القطب السالب، وهو المهبط. [4]
البلورة غير النقية (شبه الموصل المشوب) [ عدل]
هي بلورة شبه موصل مشوبة أو مطعمة بذرات من مادة أخرى، أي تكون البلورة مشوبة بذرات عنصر آخر، تغير من خواصها الفيزيائية، مثل التوصيل الكهربائي والتوصيل الحراري ، ومدى تأثرها بالمجال المغناطيسي. كما ذكرنا يمكن التحكم التحكم بايصالية البلورة غير النقية باضافة نسب قليلة من الشوائب والتي يمكن تصنيفها لشوائب مانحة للالكترونات أو قابلة، ويمكن ايضا التحكم بالايصالية عن طريق رفع درجة الحرارة لكن رفع درجة الحرارة غير مرغوبة بالنسبة للعناصر المصنعة من اشباه الموصلات.
وتكمن أهمية الفجوة في أنه يمكن اعتبارها ناقلة للتيار الكهربائي مثل الإلكترون ، ولإيضاح ذلك. فإننا نتخيل ما يحدث وهو أن إلكترونا في ذرة مجاورة يمكن أن يتحرك ليملأ تلك الفجوة مخلفا وراءه فجوة أخرى ليتحرك إلكترون في ذرة مجاورة أخرى أيضا لملأ تلك الفجوة, وهكذا يمكننا أن نعتبر نظريا أن الفجوة تتحرك بعكس اتجاه حركة الإلكترون ، وعلى ذلك يمكن اعتبار الفجوة تمثل شحنة موجبة مقدارها يساوي مقدار شحنة الإلكترون وتتحرك في اتجاه معاكس لحركة الإلكترون. ثانياً: أشباه الموصلات غير النقية وفيها يتم تطعيم البلورة ( شبه الموصلة) ببعض الشوائب وهي على نوعين: ( أ) شبه موصل من النوع السالب [ البلورة السالبة (س)]: هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الخامسة التي تحتوي على خمس الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها خماسية التكافؤ) والتالي ترتبط مع أربع ذرات جرمانيوم ( أو سيكون) ويتبقى إلكترون حرا ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الالكترونات. ( ب) شبه موصل من النوع الموجب [ البلورة الموجبة (م)]: هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الثالثة التي تحتوي على ثلاث الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها ثلاثية التكافؤ) والتالي ترتبط مع ثلاث ذرات جرمانيوم ( أو سيكون) ويتبقى فجوة حره ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الفجوات.
أشعلت صورة المطربة بلقيس فتحي وزوجها مواقع التواصل الإجتماعي، حيث أعتاد الجمهور على عدم ظهور الفنانة بلقيس فتحي وزوجها عبر وسائل الإعلام إلا نادرًا، ولكن هذه المرة أختارت النجمة اليمنية أن تخضع لجلسة تصوير جديدة برفقة زوجها سلطان بن عبداللطيف. بلقيس فتحي
أشاد الجمهور على أحدث جلسات التصوير التي خضعت لها المطربة اليمنية بلقيس فتحي، خاصًة وأنها ظهرت في إحدى الصور بصحبة زوجها سلطان بن عبداللطيف. اتسمت صورة بلقيس وزوجها بالطابع الرومانسي، كما شاركت النجمة الصورة عبر حسابها الشخصي على موقع "إنستجرام"، وعلقت عليها قائلة ان زوجها كل شيء في حياتها، وهو المر الذي حاز على إعجاب العديد من متابعيها. بلقيس فتحي وزوجها
خضعت بلقيس فتحي إلى جلسة التصوير برفقة زوجها، بمناسبة أحدث حفلاتها الغنائية، حيث رافقها زوجها في حفل اليوم الوطني العماني احتفالاً بـ"اليوم العماني". يذكر أن النجمة بلقيس فتحي تستعد اليوم لحفل في "اليوم الوطني الإماراتي" في الأول من شهر ديسمبر المقبل، بالإضافة إلى حفلين آخرين في دبي في الشهر نفسه. الجدير بالذكر أن أحدث الكليبات الغنائية للفنانة بلقيس فتحي كانت أغنية "شو لي حل" وقد حقق الكليب مشاهدة عالية جداً على اليوتيوب.
بلقيس فتحي وزوجها الجديد
كذلك، هذا التصرّف يشير إلى أن بلقيس فتحي تريد التعبير عن حبّها أكثر فأكثر لزوجها، وعن رغبتها في التقرّب باستمرار منه والاتّصال به جسدياً وفكرياً.
المحرر
كل المواضيع
بسنت أحمد جاد
محررة أخبار بموقع مشاهير