ما هو أشباه الموصلات؟

click fraud protection

أشباه الموصلات هي مادة لها بعض الخصائص الفريدة في طريقة تفاعلها مع التيار الكهربائي. وهي مادة لديها مقاومة أقل بكثير لتدفق التيار الكهربائي في اتجاه واحد من اتجاه آخر. الموصلية الكهربائية لأشباه الموصلات هي بين الموصلات الجيدة (مثل النحاس) وعازل (مثل المطاط). ومن هنا جاء اسم أشباه الموصلات. أشباه الموصلات هي أيضًا مادة يمكن تغيير الموصلية الكهربائية (تسمى المنشطات) من خلال الاختلافات في درجة الحرارة أو المجالات المطبقة أو إضافة الشوائب.

في حين أن أشباه الموصلات ليست اختراعًا ولا أحد اخترع أشباه الموصلات ، فهناك العديد من الاختراعات التي هي أجهزة أشباه الموصلات. سمح اكتشاف مواد أشباه الموصلات بتطورات هائلة وهامة في مجال الإلكترونيات. كنا بحاجة إلى أشباه الموصلات من أجل تصغير الحواسيب وأجزاءها. كنا بحاجة إلى أشباه الموصلات لتصنيع الأجزاء الإلكترونية مثل الثنائيات والترانزستورات وغيرها الخلايا الضوئية.

تشتمل مواد أشباه الموصلات على عناصر السيليكون والجرمانيوم ومركبات زرنيخيد الغاليوم أو كبريتيد الرصاص أو فوسفيد الإنديوم. هناك العديد من أشباه الموصلات الأخرى. حتى بعض أنواع البلاستيك يمكن أن تكون شبه موصلة ، مما يسمح بثنائيات بلاستيكية باعثة للضوء (LEDs) مرنة ويمكن تشكيلها بأي شكل مرغوب.

instagram viewer

ما هو تناول المنشطات؟

وفقا للدكتور كين Mellendorf في اسأل عالم نيوتن:

"المنشطات" إجراء يجعل أشباه الموصلات مثل السيليكون والجرمانيوم جاهزة للاستخدام في الثنائيات والترانزستورات. إن أشباه الموصلات في شكلها غير المسطح هي في الواقع عوازل كهربائية لا تعزل جيدًا. إنها تشكل نمطًا بلوريًا حيث يكون لكل إلكترون مكان محدد. تحتوي معظم مواد أشباه الموصلات على أربعة إلكترونات التكافؤأربعة إلكترونات في الغلاف الخارجي. عن طريق وضع واحد أو اثنين في المائة من الذرات مع خمسة إلكترونات تكافؤ مثل الزرنيخ مع أشباه الموصلات الإلكترونية تكافؤ أربعة مثل السيليكون ، يحدث شيء مثير للاهتمام. لا توجد ذرات زرنيخ كافية للتأثير على التركيب البلوري العام. يتم استخدام أربعة من الإلكترونات الخمسة في نفس نمط السيليكون. لا تتناسب الذرة الخامسة بشكل جيد في الهيكل. لا يزال يفضل التعليق بالقرب من ذرة الزرنيخ ، لكنه لا يتم تثبيته بإحكام. من السهل جدًا أن تطرقه وترسله في طريقه عبر المادة. أشباه الموصلات المخدرة تشبه الموصلات أكثر من شبه الموصلات غير المخدرة. يمكنك أيضًا وضع شبه موصل على ذرة ثلاثية الإلكترونات مثل الألومنيوم. يتناسب الألمنيوم مع البنية البلورية ، لكن الهيكل يفتقد الآن إلكترونًا. هذا يسمى حفرة. إن تحريك الإلكترون المجاور إلى الحفرة يشبه إلى حد ما تحريك الحفرة. يؤدي وضع أشباه الموصلات المشبة بالإلكترونات (من النوع n) مع أشباه الموصلات المثقبة (النوع- p) إلى إنشاء الصمام الثنائي. تعمل مجموعات أخرى على إنشاء أجهزة مثل الترانزستورات.

تاريخ أشباه الموصلات

تم استخدام مصطلح "أشباه الموصلات" لأول مرة من قبل اليساندرو فولتا عام 1782.

مايكل فارادي كان أول شخص يلاحظ تأثير أشباه الموصلات في عام 1833. لاحظ فاراداي أن المقاومة الكهربائية لكبريتيد الفضة تنخفض مع درجة الحرارة. في عام 1874 ، اكتشف كارل براون ووثق أول تأثير ديود أشباه الموصلات. لاحظ براون أن التيار يتدفق بحرية في اتجاه واحد فقط عند التلامس بين نقطة معدنية وكريستال غالينا.

في عام 1901 ، حصل براءة اختراع على أول جهاز أشباه الموصلات يسمى "شعيرات القطط". اخترع الجهاز Jagadis Chandra Bose. شعيرات القط هو مقوم أشباه موصلات نقطة الاتصال يستخدم للكشف عن موجات الراديو.

الترانزستور هو جهاز يتكون من مادة أشباه الموصلات. شارك جون باردين ووالتر براتين وويليام شوكلي في اختراع الفيلم الترانزستور في عام 1947 في Bell Labs.

مصدر

  • مختبر أرجون الوطني. "نيوتن - اسأل عالما." أرشيف الإنترنت ، 27 فبراير 2015.
instagram story viewer