الإلكترونيات
أشباه الموصلات مواد رباعية التكافؤ (كالسيليكون والجرمانيوم) توصيلها الكهربائي بين الموصل والعازل، ويزداد توصيلها بارتفاع درجة الحرارة أو بالتطعيم بالشوائب.
—
عدد الإلكترونات الحرة = عدد الفجوات، مثل السيليكون والجرمانيوم النقي.
—
أُضيفت إليه شوائب (تطعيم) لزيادة توصيله.
—
مُطعَّم بعنصر خماسي التكافؤ (فوسفور/زرنيخ)، حاملات الأغلبية إلكترونات.
—
مُطعَّم بعنصر ثلاثي التكافؤ (بورون/ألومنيوم)، حاملات الأغلبية فجوات.
—
مكان الإلكترون الذي غادر الرابطة، وتسلك سلوك شحنة موجبة.
التيار في شبه الموصل
ت = ت(الإلكترونات) + ت(الفجوات)
I = Iₑ + I_h
التوصيل بنوعَي حاملات الشحنة.
شبه الموصل النقي
عدد الإلكترونات = عدد الفجوات
n = p
التوصيل ذاتي وضعيف عند الحرارة العادية.
أثر الحرارة
ارتفاع الحرارة ⇐ زيادة التوصيل ⇐ نقص المقاومة
R ↓ as T ↑
معامل حراري سالب.
🧮 وضّح ماذا يحدث عند تطعيم السيليكون بذرة فوسفور خماسية التكافؤ، ثم بذرة بورون ثلاثية التكافؤ.
١. الفوسفور يرتبط بأربع ذرات سيليكون بأربعة إلكترونات ويتبقّى إلكترون خامس حر
٢. ⇐ تزداد الإلكترونات الحرة ⇐ شبه موصل من النوع السالب (N)
٣. البورون له ثلاثة إلكترونات تكافؤ فتنشأ رابطة ناقصة (فجوة)
٤. ⇐ تزداد الفجوات ⇐ شبه موصل من النوع الموجب (P)
نصائح ذكية