اشباه الموصلات المعالجة, أشباه الموصلات المعالجة (عين2021) - التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة - فيزياء4 - ثالث ثانوي - المنهج السعودي
ذات صلة ما هي أشباه الفلزات بحث عن أشباه الفلزات واستخداماتها تعريف أشباه الموصلات تُعرف أشباه الموصلات (بالإنجليزية: Semiconductor) بأنها مجموعة من المواد الصلبة البلورية، التي تمتلك قدرة متوسطة على توصيل الكهرباء، بحيث لا توصل الكهرباء بكفاءة المواد الموصلة (بالإنجليزية: Conductor) لكنّها ليست أيضًا من المواد العازلة (بالإنجليزية: Insulator)، وتمتاز أشباه الموصلات بكفاءتها في مجال الطاقة، وبانخفاض أسعارها؛ لذلك فهي تستخدم على نطاق واسع في مجال صناعة الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك الديودات (بالإنجليزية: Diodes)، والترانزستورات (Transistors)، والدوائر المتكاملة (Integrated circuits). [١] العناصر المكونة لأشباه الموصلات تتكون أشباه الموصلات من مجموعة متنوعة من العناصر والمركبات، نذكر أبرزها فيما يأتي: [٢] عنصر السيليكون. عنصر الجرمانيوم. مركب زرنيخيد الغاليوم. مركب كبريتيد الرصاص. مركب فوسفيد الإنديوم. مواد أخرى كبعض أنواع البلاستيك، التي تُستخدم لتصنيع الصمامات الثنائية الباعثة للضوء والتي تُعرف اختصارًا بـ(LEDs)، وذلك لأن البلاستيك عبارة عن مادة مرنة قابلة للتشكّل بصور مختلفة.
إلكترونيات الحالة الصلبة
[5] شبه الموصل السالب [ عدل] ( بالإنجليزية: n-type Semiconductor) بلورات لمواد شبه موصلة مطعمة بذرات عناصر خماسية التكافؤ، مثل الزرنيخ أو الفسفور. شبه موصل موجب [ عدل] ( بالإنجليزية: p-type Semiconductor) بلورة مادة شبه موصلة مشوبة بذرات عنصر ثلاثي التكافؤ مثل الجاليوم. [4] الصمام الثنائي [ عدل] ( بالإنجليزية: Diode) مكون إلكتروني ينتج عند وصل شريحة نصف ناقلة من النوع n (سالبة) مع شريحة نصف ناقلة من النوع p (موجبة) __ (P-N Junction). للثنائيات عدد من التطبيقات الإلكترونية كتحويل التيار المتناوب إلى تيار مستمر و الكشف عن الإشارات الراديوية و تنفيذ وظائف الحاسب المنطقية شبه الموصل المتفسخ [ عدل] هو شبه موصل يشاب بدرجة عالية، حتى تبدأ المادة تسلك سلوكاً يشبه أكثر سلوك المعدن (من حيث الموصلية الكهربائية مثلاً). استخداماتها [ عدل] المعالج الصغير تلاقي شبه الموصلات تطبيقات متعددة في صناعة الأجهزة الإلكترونية على مختلف وظائفها. ومنها الدارات المتكاملة ، والمعالج الدقيق Microprocessor والضابط الصغير Microcontroller وغيرها. وهو يعتبر من الأدوات الأساسية في صناعة الإلكترونيات. وتلاقي حاليا اهتماما كبيرا في مجال استغلال الأشعة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربية بواسطة الألواح الضوئية ، والخلايا الضوئية.
شبه الموصل أو نصف الناقل هو مادة صلبة ينتقل فيها التيار الكهربائي بصعوبة، يتم التحكم في موصليتها الكهربائية بإضافة عناصر أخرى بكميات ضئيلة. شبه الموصل تكون مقاومته الكهربائية ما بين الموصلات والعوازل. كما يمكن لمجال كهربائي خارجي تغيير درجة مقاومة شبه الموصل. فالأجهزة والمعدات التي يدخل في تصنيعها مواد شبه موصلة هي أساس الألكترونيات الحديثة والتي تشمل الراديو والكمبيوتر والهاتف والتلفزيون وأجهزة أخرى كثيرة. والأجزاء الألكترونية التي تعمل بأشباه الموصلات تشمل الترانستور والخلايا الشمسية والصمامات الثنائية والثنائيات باعثة الضوء ومقومات التيار المتردد التي تعمل بالسيليكون، والدوائر المتكاملة التناظرية والرقمية. [1] وكما تمثل ألواح الطاقة الشمسية أكبر مثال لأجهزة التي تعمل بالمواد شبه الموصلة، حيت تقوم بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية. [2] في الموصلات المعدنية تقوم الألكترونات بنقل التيار الكهربائي ، أما في أشباه الموصلات فينتقل التيار الكهربي عن طريق سيل من الإلكترونات تتجه إلى القطب الموجب، مصحوبا بسيل من الفجوات holes (ذات شحنة موجبة) خلال البناء الذري للمادة تتجه إلى القطب السالب.
ما هي اشباه الموصلات
أشباه الموصلات المعالجة عين2021
§ أنواع أشباه الموصلات تقسم اشباه الموصلات إلى نوعين أساسيين تبعًا لنوع المادة الشائبة، وهما: أشباه موصلات السالبة (N- type Semiconductor): هي أشباه الموصلات ذات الناقلية الأعلى؛ كونها تحوي كميةً أكبر من الإلكترونات الحرة، أي أن الشائبة المضافة هنا هي شائبة منشّطة. اشباه الموصلات الموجبة (P-type Semiconductor): هي أشباه الموصلات ذات الناقلية الأقل؛ لأن الشائبة المضافة من النوع المبطئ وبالتالي فالإلكترونات الحرة الموجودة قليلة. § أهم استخدامات اشباه الموصلات تقريبًا، إن كلّ الأجهزة الإلكترونية الموجودة ضمن الغرفة التي تجلس فيها الآن تحوي في لوحاتها الإلكترونية على أشباه موصلات. أهم الأمثلة على ذلك؛ حساسات الحرارة ضمن أجهزة التكييف، ووحدات المعالجة المركزية في الحواسيب المحمولة، والهواتف الذكية، و الكاميرات الرقمية ، وأجهزة التلفزيون، والغسالة، و الثلاجة ، ومصابيح LED تُستَخدم فيها أيضًا أشباه الموصلات، إضافةٍ إلى الكثير والكثير من الأجهزة الأخرى. § اشباه الموصلات مهمة بشكلٍ خاصٍ بفضل إمكانيّة تكييفها والتحكم بمقدار ناقليّتها للتيار الكهربائي، حيث يمكن بفضل هذه الخصاصية صناعة أنماط مختلفة من المعدّات الإلكترونية ذات الخصائص المختلفة.
شبه موصل - ويكيبيديا
يساعد على تكون تلك الفجوات الإلكترونية الموجبة تشويب المادة الشبه موصلة مثل الجرمانيوم بمشوب من عنصر آخر. ويستخدم السيليكون لتصنيع معظم الأجهزة التجارية التي تحتوي على مواد شبه موصلة، كما تستخدم مواد أخرى كثيرة منها الجرمانيوم وزنيخ الجاليوم الثلاثي وكربيد السيليكون. ويعرف شبه الموصل النقي بـشبه موصل "أصيل". ويتم تحسين التوصيلية ( القدرة على توصيل الكهرباء) بإضافة عنصر أو عناصر أخرى تسمى "الشوائب" عن طريق صهرها وتركها لتبرد لتكوّن بلورة جديدة ومختلفة عن الأصلي؛ وتسمى هذه العملية بعملية التشويب (إضافة شوائب إلى مادة نقية). [2] البلورة النقية (شبه الموصل النقي) [ عدل] هي بلورة شبه الموصل التي تتكون من ذرات السيليكون أو الجرمانيوم عن طريق مشاركة كل ذرة بإلكترونات التكافؤ الأربعة مع أربع ذرات مجاورة (رابطة تساهمية). ومن المواد التي تشكل أشباه الموصلات عناصر رباعية التكافؤ، أي أن لكل ذرة 4 إلكترونات تشترك في الروابط مع جيرانها من الذرات. ومن تلك المواد السيليكون النقي والجرمانيوم النقي. وجميع المواد شبه الموصلة تتسم بأن لها في المتوسط 4 إلكترونات تكافؤ. ومنها عناصر المجموعتين III وV. من النظام الدوري للعناصر، مثل سيلينيدالجاليوم GaAs وأنتيمونيد الإنديوم InSb كذلك عناصر المجموعتين II و VI من الجدول الدوري ، مثل سيلينيد الزنك ZnSe وكبريتيد الكادميوم CdS.
إلكترونيات الحالة الصلبة Microsoft Sway
ما هي أشباه الموصلات - موضوع
أما براءة الاختراع الأولى في هذا المجال فكانت عام 1901 عندما اخترع Jagadis Chandra Bose أول جهاز لاقط لإشارة موجات الراديو حاوٍ على أشباه موصلات، حتى جاء اختراع الترانزستورات عام 1947 بمشاركة جون باردين ووالتر براتين وويليام شوكلي، والذي لا يزال حتى الآن حجر الأساس في صناعة مختلف الأجهزة الإلكترونية. § الناقلية الكهربائية للمادة الصلبة كما نعلم، فإن ناقلية المواد الصلبة للتيار الكهربائي تصنّف ضمن ثلاث فئاتٍ هي المواد العازلة، وأشباه الموصلات والموصلات. نعلم أيضًا أن الناقلية الكهربائية للمواد المختلفة تتأثر بشكلٍ كبيرٍ بتبدل درجة حرارتها زيادةً أو نقصانًا. يوضح المخطط في الأسفل الناقلية الكهربائية σ و المقاومات المقابلة (بحيث ρ = 1/σ) ويمكننا ملاحظة أن المواد العازلة (مثل الكوارتز والزجاج المنصهر) ذات ناقلية كهربائية منخفضة جدًا، فهي تتراوح بين من 10-18 إلى 10-10 سيمنز لكل سنتيمتر، بينما تتراوح الناقلية الكهربائية للموصلات (مثل الألومنيوم) عادةً من 104 إلى 106 سيمنز لكل سنتيمتر. أما الناقلية الكهربائية لأشباه الموصلات فهي تتراوح بين القيم الحدية السابقة، ويتعلق ذلك عمومًا بدرجة الحرارة، والكثافة، وجودها قرب مجال مغناطيسي، وكمية الشوائب الموجودة فيها (مثلًا يمكن أن تؤدي إضافة 10 ذرات من البورون (المنشط) لكل مليون ذرةٍ من السيليكون إلى زيادة الناقلية الكهربائية بمقدار ألف ضعف).
- ما هي اشباه الموصلات
- فندق بلازا نيويورك
- ما هي أشباه الموصلات - موضوع
شكّلت اشباه الموصلات عند اكتشافها ثورةً في عالم الأجهزة الإلكترونية وأصبحت بذلك جزءًا مهمًّا من حياتنا، فهي الوحدة الأساسية لمعظم الأجهزة التي نستخدمها كلّ يومٍ. ما هي هذه المواد، كيف تعمل وكيف تم اكتشافها؟ لنتعرف على المزيد من المعلومات في المقال التالي. تعريف اشباه الموصلات تُعرف اشباه الموصلات (Semiconductor) بأنها مجموعة مواد صلبة بلورية البنية تمتلك قدرةً متوسطةً على نقل التيّار الكهربائي، فهي ليست بكفاءة المواد الموصلة كالمعادن، لكنّها بنفس الوقت ليست مواد عازلة مثل السيراميك. قد تكون اشباه الموصلات مكوّنةً من مادةٍ واحدةٍ مثل السيليكون والجرمانيوم، أو مركّبة من مادتين أو أكثر مثل سيلينيد الكادميوم. ولتحيسن ناقليتها للتيار الكهربائي، تُضاف كميّةٌ صغيرةٌ من الشوائب إلى أشباه الموصلات النقية بعمليةٍ تدعى التنشيط (Doping). § تاريخ اشباه الموصلات استخدم مصطلح اشباه الموصلات لأول مرة من قبل أليساندرو فولتا عام 1782 ، ثم أتى مايكل فاراداي من بعده عام 1833 ليكون أول من لاحظ تأثير هذه المواد، حيث لاحظ انخفاض المقاومة الكهربائية لكبريتيد الفضة مع الحرارة. ثم في عام 1874 ، اكتشف كارل فيرديناند براون ووثّق لأول مرة سلوك أشباه النواقل كصماماتٍ ثنائيةٍ، إذ لاحظ براون أن التيار يتدفق بحريةٍ في اتجاهٍ واحدٍ فقط عند التلامس بين نقطةٍ معدنيةٍ وبلورة جالينا.