الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن اشباه الموصلات

بواسطة: نشر في: 9 نوفمبر، 2021
mosoah
بحث عن اشباه الموصلات

نقدم لكم بحث عن اشباه الموصلات فالتوصيل الكهربي هو القدرة الخاصة للعناصر على التوصيل الكهربي وكذلك توصيل الحرارة، يتم تقسيم العناصر على حسب القدرة على التوصيل انقسمت لثلاث أقسام هي الموصلات كالنحاس والذهب والفضة وأشباه الموصلات كالسيلكون والعديد من المواد الإلكترونية الأخرى والمواد العازلة كالبلاستيك والمواد القطنية والخشب، تابعنا عبر موقع موسوعة .

اشباه الموصلات

  • عندما نبحث عن أشباه الموصلات يجب أن تُعرف المعادن التي تقوم بتوصيل التيار الكهربي فهي ليست موصلات ولا عوازل.
  • تُستخدم أشباه حتى تتحكم في التيار الكهربي بالأجهزة الإلكترونية، تلك تكون بين الموصلات والعوازل كالتي في الرقائق الإلكترونية.
  • تلك هي من مكونات جهاز الحاسب وأيضاً الدوائر الإلكترونية مثل الدايود والترانزيستورات.
  • السيلكون هو من العناصر الكيميائية التي تُصنف على أنها من أشباه الموصلات وأيضاً الجرمانيوم ومركبات الغاليوم وكبريتيد الرصاص.
  • هنالك نوعين من أشباه الموصلات النوع الأول هو النوع N حيث تكون أشباه الموصلات عالية القدرة، تُستخدم بها المُنشطات كالفسفور والزرنيخ وهي لتي تُضاف للسيلكون بكميات قليلة.
  • السيلكون يحتوي على أربع إلكترونات يمكن أن يشارك بها، الفسفور والزرنيخ يمكن أن يشارك بخمس إلكترونات، عند إضافتها للسيلكون يبقى الإلكترون الخامس حراً.
  • تلك الإلكترونات تبقى حرة وهي تتحرك لغرض توصيل التيار الكهربي وهي ذات شحنة سالبة ومن هنا جاءت التسمية بالنوع N.

مقدمة بحث عن اشباه الموصلات

  • تُعرف أشباه الموصلات أنها عبارة عن مجموعة بلورية وصلبة، تلك التي تمتلك قدرة متوسطة على توصيل التيار الكهربي ولكنها لا توصل التيار بكفاءة.
  • كذلك هي ليست من المواد العازلة وهي تمتاز بالكفاءة في مجال الطاقة وهي ذات أشعار مُنخفضة وهي تُستخدم على نطاق كبير في مجال الأجهزة الإلكترونية.
  • أشباه الموصلات تتكون من مجموعة مُتنوعة من العناصر والمركبات ومن أبرز تلك العناصر ما يلي :
  • عنصر السيليكون.
  • عنصر الجرمانيوم.
  • مركب زرنيخيد الغاليوم.
  • مركب كبريتيد الرصاص.
  • مركب فوسفيد الإنديوم.
  • توجد مواد أخرى كبعض أنواع البلاستيك والتي يتم استخدامها لتصنيع الصمامات الثنائية.

أنواع أشباه الموصلات

  • أشباه الموصلات تمتلك قدرة ضعيفة على نقل التيار الكهربي فتجد أن المُتخصصين يضيفون بعض الشوائب لتحسين قدرتها التوصيلية.
  • تُسمى تلك العملية بعملية التنشيط وتعتمد قدرة شبه الموصل على حسب المواد التي تمت أضافتها وتنقسم لعدة أنواع كما سيتم التوضيح بما يلي :

أشباه الموصلات الداخلية

  • تُصنع أشباه الموصلات الداخلية حتى تصل لمرحلة النقاء التام، حتى يكون نقياً يجب أن يتكون من عنصر واحد، أما بالنسبة عن أكثر العناصر الداخلية شيوعاً عنصر الجرمانيوم والسيليكون.
  • يمتلك كل منها أربع إلكترونات في المستوى الأخير وهذا ما يكون السبب لتكوين روابط تساهمية مع الذرة عندما تتعرض لدرجة حرارة الصفر المطلق.
  • على الرغم من أن عدد حاملات الشحنة السالبة والموجبة متساوي فالطاقة الحرارية التي تنشأ بسبب التوصيل الكهربي بأشباه الموصلات يمكنها أن تتأين من عدد قليل من الذرات.

أشباه الموصلات الخارجية

  • تُصنع أشباه من مواد خارجية من خلال إضافة كمية قليلة من الشوائب للعنصر الأساسي الذي يكون متكون من أشباه الموصلات.
  • يكون هذا لغرض تحسين موصلتيها بشكل يتعدى الموصلات الداخلية، تجدر الإشارة إلى أنه يُطلق على طريقة أدخال الشوائب.
  • يتم استبدال ذرة واحدة بذرة أخرى شائبة لكل 107 ذرة، والشوائب إما أن تكون خماسية التكافؤ كالألومنيوم والبورون.
  • الشوائب الثلاثية مثل عنصر الجاليوم والإنديوم.
  • أشباه الموصلات السالبة : أشباه الموصلات من النوع N يُطلق عليها أنصاف النواقل السالبة وهي أشباه الموصلات وهي تحتوي على إلكترونات سالبة حرة.
  • أشباه الموصلات الموجبة : شبه الموصل منن النوع P يُطلق عليها أنصاف النواقل الموجبة وهي التي تحتوي على كمية أقل من الإلكترونات.

استخدامات أشباه الموصلات

  • أشباه الموصلات تُستخدم بالكثير من المجالات والتطبيقات المُختلفة ومن أبرزها ما يلي :
  • صناعة مستشعرات لقياس درجات الحرارة.
  • صناعة بعض قطع الطابعات ثلاثية الأبعاد.
  • صناعة الرقائق الدقيقة التي هي بالمركبات ذاتية القيادة.
  • صناعة الأجهزة الإلكترونية والتي هي كالآلات الحاسبة ولوحات الطاقة الشمسية وأجهزة الكمبيوتر.
  • تُصنع قطع الترانزستور التي تُستخدم كمفتاح بالدوائر الكهربائية.
  • استخدامات أشباه الموصلات تتعدد وهذا يكون من أجل أهميتها الكبيرة في مجالات الصناعة.
  • لا يخلو أي جهاز كهربي أو إلكتروني من أنه يحتوي على أشباه الموصلات، وهذا يعود إلى ما تتميز به من قدرة وجودة وكفاءة.
  • تُستخدم أشباه الموصلات بالتكنولوجيات الحديثة وأيضاً بمجال صناعة مولدات الطاقة الشمسية، يتم هنا تحويل الطاقة الضوئية إلى الطاقة الكهربائية.
  • تُستخدم في صناعة الإلكترونيات وأجهزة الكهرباء والتي تكون مثل الراديو والتلفزيون وأجهزة الكمبيوتر والهواتف.
  • تُستخدم في صناعة المبردات والمولدات الكهربائية وهذا يعود إلى أنها تحتوي على عوامل طاقة حرارية كبيرة.
  • تُستخدم في صناعة الترانزيستور الذي تتميز بحجمها الصغير، يُنع منه السيارات ومكبرات الصوت.
  • تُستخدم في صناعة المصابيح الكهربائية وأيضاً الشاشات، تستخدم في صناعة الأجهزة التي يمكن من خلالها التحكم بالإشارات الكهربائية.

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.
  • يتم تهيئة الظروف من أجل رفع الجودة والكفاءة ومن أهم إيجابيات تلك المواد أنها :
    • توفر جهد التيار الكهربي.
    • تنظيم الجهد الكهربي.
    • لا تتسبب في ضوضاء أو إزعاج.
    • تدخل في صناعة الإلكترونيات وهذا بسبب أنها تتميز بحجم صغير.
    • تعمل على تقليل استهلاك الطاقة.
    • يمكن أن تُستخدم مفتاح من أجل رفع أو خفض التيار الكهربي.
    • تتميز بأنها ذات عمر طويل.

خاتمة بحث عن اشباه الموصلات

  • أشباه الموصلات مهمة بدرجة كبيرة وذلك يعود إلى تكيفها والتحكم بقوم نقل التيار الكهربي.
  • يمكن عبر استغلال تلك الخاصية أن تصنع العديد من الأنماط المُختلفة من المعدات الإلكترونية.
  • تلك الخاصة لم تكن كمصدر أمان لاستخدام الأجهزة الكهربائية بل هي أيضاً كانت سببا حتى أصبحت المعدات صغيرة ودقيقة وذات جودة عالية.

هنالك العديد من المواد الخام والتي يكون لها أهمية كبيرة سواء كانت تلك المواد توصل الحرارة والتيار الكهربي أو تعزلها، قدمنا لكم بحث عن اشباه الموصلات إلى أنه تم التعرف على أنواعها واستخداماتها وفوائدها، كما يُمكنك قراءة المزيد من المواضيع عبر الموسوعة العربية الشاملة .