أنصاف النواقل : هي أجسام صلبة ذات ناقلية كهربائية تقع ما بين الاجسام الناقلة للكهرباء والأجسام العازلة.
الناقلية الكهربائية لجسم ما هي قابليته لحث سريان الإلكترونات.
وهي خاصية تختلف اختلافاً كبيراً من جسم إلى آخر، وتكون في جسم صلب محدد تابعة لدرجة حرارته ونقائه الكيمياوي.
الناقلية الكهربائية لجسم ما هي قابليته لحث سريان الإلكترونات.
وهي خاصية تختلف اختلافاً كبيراً من جسم إلى آخر، وتكون في جسم صلب محدد تابعة لدرجة حرارته ونقائه الكيمياوي.
وتقسم أنصاف النواقل إلى نوعين :
1 - نصف ناقل صرف :لا يدخل على شريحة نصف الناقل اي مادة شائبة
2- نصف ناقل هجين : تشاب شريحة نصف الناقل بمادة تعمل على زيادة الناقلية الكهربائية بشكل كبير .
ملاحظة :المواد النصف ناقلة لا تنقل التيار الكهربائي في درجة الصفر المطلق .
تطبيق :
عند إضافة شائبة"الزرنيخ" مثلا .. إلي شريحة نصف الناقل "السيلكون" مثلا ...
فإن ذرة الزرنيخ الواحدة والتي تحوي خمسة إلكترونيات في مدارها الخارجي سوف تتشارك بأربعة إلكترونات مع أربع ذرات سيلكون مجاورة وتشكل معها روابط مشتركة .
أما الألكترون الخامس لذرة الزرنيخ فإنه يبقي حرا ضمن بلورة المادة ويمكن أن يشارك في عملية نقل التيار الكهربائي .
وعند تطبيق فرق كمون كهربائي علي شريحة السيلكون المشابه فإن الالكترون سوف ينتقل عبر الشريحة إلي القطب الموجب للتوتر المطبق وطبعا كلما زاد عدد ذرات الزرنيخ ضمن شريحة السيلكون يزداد عدد الإلكترونات الحرة ويزداد التيار .
في هذه الحالة نسمي نصف الناقل المشاب باسم نصف ناقل نوع (n) وحوامل التيار في هذا السيلكون هي الإلكترونات ذات الشحنات السالبة .
في حال إشابة نصف الناقل بشائبة تحوي ثلاثة الكترونات في مدارها الخارجي فسوف تشترك مع ثلاثة ذرات نصف ناقلة مجاورة وينقص الكترون في الذراة الشائبة لتكوين الرابطة الرابعة مع ذرة نصف الناقل فتتولد رابطة غير مشبعة بين ذرتي نصف ناقل وتسمى هذه الرابطة غير المشبعة بأسم ثقب (hole) وهو موجب الشحنة (لأن الرابطة خسرت إلكترونا سالب الشحنة ) .
عند تطبيق توتر علي شريحة نصف الناقل المشابه, فإن الثقب سوف يتحرك إلي القطب السالب للتوتر المطبق , وينتقل إلكترون من رابطة مشتركة مجاورة ليملأ مكان الثقب .
في هذه الحالة نسمي نصف الناقل المشاب باسم نصف ناقل نوع (p) وتسمى الناقلية في هذه الحالة ناقلية ثقوبية .
فيزياء من سورية
1 - نصف ناقل صرف :لا يدخل على شريحة نصف الناقل اي مادة شائبة
2- نصف ناقل هجين : تشاب شريحة نصف الناقل بمادة تعمل على زيادة الناقلية الكهربائية بشكل كبير .
ملاحظة :المواد النصف ناقلة لا تنقل التيار الكهربائي في درجة الصفر المطلق .
تطبيق :
عند إضافة شائبة"الزرنيخ" مثلا .. إلي شريحة نصف الناقل "السيلكون" مثلا ...
فإن ذرة الزرنيخ الواحدة والتي تحوي خمسة إلكترونيات في مدارها الخارجي سوف تتشارك بأربعة إلكترونات مع أربع ذرات سيلكون مجاورة وتشكل معها روابط مشتركة .
أما الألكترون الخامس لذرة الزرنيخ فإنه يبقي حرا ضمن بلورة المادة ويمكن أن يشارك في عملية نقل التيار الكهربائي .
وعند تطبيق فرق كمون كهربائي علي شريحة السيلكون المشابه فإن الالكترون سوف ينتقل عبر الشريحة إلي القطب الموجب للتوتر المطبق وطبعا كلما زاد عدد ذرات الزرنيخ ضمن شريحة السيلكون يزداد عدد الإلكترونات الحرة ويزداد التيار .
في هذه الحالة نسمي نصف الناقل المشاب باسم نصف ناقل نوع (n) وحوامل التيار في هذا السيلكون هي الإلكترونات ذات الشحنات السالبة .
في حال إشابة نصف الناقل بشائبة تحوي ثلاثة الكترونات في مدارها الخارجي فسوف تشترك مع ثلاثة ذرات نصف ناقلة مجاورة وينقص الكترون في الذراة الشائبة لتكوين الرابطة الرابعة مع ذرة نصف الناقل فتتولد رابطة غير مشبعة بين ذرتي نصف ناقل وتسمى هذه الرابطة غير المشبعة بأسم ثقب (hole) وهو موجب الشحنة (لأن الرابطة خسرت إلكترونا سالب الشحنة ) .
عند تطبيق توتر علي شريحة نصف الناقل المشابه, فإن الثقب سوف يتحرك إلي القطب السالب للتوتر المطبق , وينتقل إلكترون من رابطة مشتركة مجاورة ليملأ مكان الثقب .
في هذه الحالة نسمي نصف الناقل المشاب باسم نصف ناقل نوع (p) وتسمى الناقلية في هذه الحالة ناقلية ثقوبية .
فيزياء من سورية
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق