لماذا نستخدم أشباه الموصلات بدلاً من الموصلات في تصميم الدوائر الإلكترونية

جرب أداة القضاء على المشاكل





في الأساس ، تُستخدم أشباه الموصلات والموصلات بشكل أساسي في أنواع مختلفة من المكونات الكهربائية والإلكترونية . أشباه الموصلات هي نوع واحد من المواد المشابهة للسيليكون ، ولها بعض خصائص كل من العوازل والموصلات. سلوك التيار الكهربائي في السيليكون فقير جدا. ومع ذلك ، إذا قمنا بتضمين بعض أنواع التربة إلى Si مثل البورون أو الفوسفور ، فإنها تجري. لكن سلوكها يعتمد بشكل أساسي على التربة المضافة. عندما نضيف تربة الفوسفور إلى السيليكون ، فإنها تصبح من نوع أشباه الموصلات من النوع n. وبالمثل ، عندما نضيف البورون إلى Si ، فإنه يصبح أشباه موصلات من النوع p. إن كمية الإلكترونات في أشباه الموصلات من النوع p قليلة مقارنة بأشباه الموصلات النقية بينما تحتوي أشباه الموصلات من النوع n على إلكترونات أكثر.

ما هي أشباه الموصلات والموصلات؟

جميع المكونات المستخدمة في الإلكترونيات الحديثة مصممة بأشباه الموصلات . ال الخاصية الأساسية لأشباه الموصلات هو أنها تجري أقل. لن يحمل أشباه الموصلات التيار الكهربائي بسهولة مثل الموصل العادي. تستخدم بعض المواد أشباه موصلات جوهرية ، وستحدث خصائص أشباه الموصلات في هذه المواد. لكن معظم المواد المستخدمة في الإلكترونيات الحديثة خارجية. يمكن تحويلها إلى أشباه موصلات بواسطة منشطات بكميات ضئيلة من الذرات غير المعروفة. لكن عدد الذرات المطلوب إضافتها للتعاطي المنشطات صغير جدًا.




أشباه الموصلات والموصلات

أشباه الموصلات والموصلات

الموصلات التي تستخدم في الغالب في الإلكترونيات الحديثة هي المعادن التي تشمل الفولاذ والألمنيوم والنحاس. هذه المواد تتبع قانون أوم وكذلك مقاومة صغيرة جدًا. وبالتالي ، يمكنهم الإرسال التيار الكهربائي من مكان إلى مكان آخر دون إذابة الكثير من التيارات.



نتيجة لذلك ، تكون هذه مفيدة أثناء توصيل الأسلاك لنقل التيار من مكان إلى مكان آخر. إنها تساعد في ضمان أن يحقق معظم التيار الكهربائي هدفه كبديل لتسخين أسلاك التوصيل بينهما! على الرغم من أنها تصدر صوتًا غريبًا ، إلا أن المقاومات الحالية منتهية أيضًا بمواد موصلة. لكنهم يستخدمون أجزاء موصلة طفيفة للغاية لا تسمح للتيار بالتدفق ببساطة.

نماذج النطاق لأشباه الموصلات والموصلات

أشباه الموصلات هي في الأساس عازل. لكن فجوة الطاقة تكون أقل عندما نتناقض مع العوازل. يتم احتلال شريط التكافؤ حراريًا إلى حد ما عند درجة حرارة الغرفة ، في حين أن شريط التوصيل غير مشغول إلى حد ما. لان نقل كهربائي مرتبط علانية بعدد الإلكترونات داخل نطاق الإرسال (فارغ تقريبًا) بالإضافة إلى الثقوب الموجودة في نطاق التكافؤ (مشغول بالكامل). يمكن تقدير أن الموصلية الكهربائية لأشباه الموصلات الذاتية ستكون قليلة للغاية.

نماذج النطاق لأشباه الموصلات والموصلات

في نموذج النطاق للموصل ، لا يتم استخدام نطاق التكافؤ بالكامل مع الإلكترونات ، وإلا فإن نطاق التكافؤ الكامل يتداخل عبر شريط التوصيل الفارغ. بشكل عام ، تحدث كلتا الحالتين في وقت واحد ، يمكن أن يتحرك تدفق الإلكترونات في نطاق التكافؤ غير المعبأ بشكل غير كامل ، وإلا داخل النطاقين المتراكبين. في هذه ، لا توجد فجوة للفرقة بين التكافؤ وكذلك التوصيل.


الفرق بين أشباه الموصلات والموصلات

يشمل الاختلاف بين أشباه الموصلات ، وكذلك الموصلات ، بشكل أساسي خصائصه مثل الموصلية ، والمقاومة ، والفجوة الممنوعة ، ومعامل درجة الحرارة ، والتوصيل ، وقيمة التوصيل ، وقيمة المقاومة ، وتدفق التيار ، وعدد الناقلات الحالية في درجة الحرارة العادية ، وتداخل النطاق ، وسلوك كلفن 0 والتكوين وإلكترونات التكافؤ وأمثلة عليها.

  • مقاومة الموصل منخفضة ، في حين أن أشباه الموصلات معتدلة.
  • الموصلية عالية ، في حين أن أشباه الموصلات معتدلة.
  • يحتوي الموصل على عدد كبير من الإلكترونات للإرسال ، في حين أن أشباه الموصلات لديها عدد قليل جدًا من الإلكترونات للإرسال.
  • معامل درجة الحرارة للموصل موجب ، في حين أن أشباه الموصلات سلبية.
  • الموصل لا يحتوي على فجوة ممنوعة في حين أن أشباه الموصلات تمنع الفجوة.
  • تكون قيمة المقاومة للموصل أقل من 10-5 ميكرومتر ، لذا فهي لا تذكر ، في حين أن لأشباه الموصلات من بين قيم الموصلات والعوازل أي 10-5 ميكرومتر إلى 105 ميكرومتر.
  • كمية الحاملات الحالية عند درجة الحرارة المعتادة في الموصل عالية جدًا ، بينما تكون منخفضة في أشباه الموصلات.
  • تكون قيمة التوصيلية للموصل عالية جدًا 10-7mho / m ، في حين أن أشباه الموصلات من بين العوازل والموصلات التي تتراوح من 10-13mho / m إلى 10-7mho / m
  • تدفق التيار في الموصل يرجع إلى الإلكترونات الحرة ، بينما في أشباه الموصلات بسبب الثقوب وكذلك الإلكترونات الحرة.
  • يمكن أن يتم تشكيل الموصل عن طريق الترابط المعدني ، بينما في أشباه الموصلات يمكن تشكيله عن طريق الرابطة التساهمية.
  • يعمل سلوك 0 كلفن للموصل كموصل فائق ، بينما يعمل في أشباه الموصلات كعازل.
  • إلكترونات التكافؤ في الموصل هي واحدة في الغلاف الخارجي ، بينما في أشباه الموصلات هي أربعة.
  • يتداخل النطاق في الموصل مع تداخل نطاقي التكافؤ والتوصيل ، بينما في أشباه الموصلات يتم تقسيم كلا النطاقين بمساحة طاقة تبلغ 1.1 فولت.
  • الأمثلة الرئيسية للموصلات هي النحاس والفضة والزئبق والألمنيوم ، بينما أمثلة أشباه الموصلات هي السيليكون والجرمانيوم.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بالمقارنة بين أشباه الموصلات والموصلات. ال الموصلات الكهربائية هي مواد أو كائنات تسمح بتدفق التيار في اتجاه واحد وإلا في اتجاهات أكثر. الموصلات الجيدة هي النحاس والألمنيوم والحديد. أشباه الموصلات هي مواد صلبة لها موصلية كهربائية. هذه الخاصية تجعلها مناسبة للتحكم في التيار الكهربائي.

من المعلومات أعلاه ، أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج أن الموصل لديه مقاومة صفرية ، بينما في أشباه الموصلات ، هناك إمكانية للتحكم في تدفق التيار في أشباه الموصلات. يتم استخدام هذه الخاصية لتصميم متطلبات الدوائر الإلكترونية في الوقت الفعلي مع أشباه الموصلات. إليكم سؤال ما هي تطبيقات أشباه الموصلات والموصلات؟