يعتمد توصيل أي مادة جامدة للتيار الكهربائي على عدد الإلكترونات الحرة في هذه المادة ، ويمكن تقسيم المواد من حيث موصليتها للتيار الكهربائي إلى الأقسام التالية :
1- مواد موصلة : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة عالية .
2- مواد غير موصلة ( عازلة ) : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة قليلة .
3- مواد شبه موصلة : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة تتراوح بين المواد الموصلة والعازلة .

أنواع أشباه الموصلات ( أشباه الفلزات ) :
1- أشباه الموصلات النقية
2- أشباه الموصلات غير النقية

أولاً : أشباه الموصلات النقية



ومن أشهر المواد شبه الموصلة (عناصر المجموعة الرابعة) فى الجدول الدوري ( الجرمانيوم 32Ge ) و ( السيلكون 14Si ) ، حيث أن كل منهما رباعي التكافؤ ، فتتحد كل ذرة من ذرات الجرمانيوم مع أربع ذرات جرمانيوم مجاورة بروابط تساهمية بحيث تصبح أي ذرة محاطة بثمانية إلكترونات كما بالشكل التالي لتكوين بلورة جرمانيوم نقيه ، ( وبالمثل ذرات السيلكون ) .









وتتميز أشباه الموصلات النقية بما يلي :
1- تكون عازله تماماً عند درجة صفر كالفن لشدة ارتباط الإلكترونات بذراتها.
2- عند رفع درجة حرارتها تصبح الطاقة الحرارية كافية لكسر بعض الروابط بين الذرات فتتحرر بعض الإلكترونات تاركه مكانها فجوة ( ثقب ) وبذلك تصبح البلورة موصلة للكهربية عن طريق الفجوات التي تتحرك عكس الإلكترونات .

وتكمن أهمية الفجوة في أنه يمكن اعتبارها ناقلة للتيار الكهربائي مثل الإلكترون ، ولإيضاح ذلك .فإننا نتخيل ما يحدث وهو أن إلكترونا في ذرة مجاورة يمكن أن يتحرك ليملأ تلك الفجوة مخلفا وراءه فجوة أخرى ليتحرك إلكترون في ذرة مجاورة أخرى أيضا لملأ تلك الفجوة , وهكذا يمكننا أن نعتبر نظريا أن الفجوة تتحرك بعكس اتجاه حركة الإلكترون ، وعلى ذلك يمكن اعتبار الفجوة تمثل شحنة موجبة مقدارها يساوي مقدار شحنة الإلكترون وتتحرك في اتجاه معاكس لحركة الإلكترون .

ثانياً : أشباه الموصلات غير النقية

وفيها يتم تطعيم البلورة ( شبه الموصلة ) ببعض الشوائب وهي على نوعين :
( أ ) شبه موصل من النوع السالب [ البلورة السالبة (س) ] :
هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون ) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الخامسة التي تحتوي على خمس الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها خماسية التكافؤ ) والتالي ترتبط مع أربع ذرات جرمانيوم ( أو سيكون ) ويتبقى إلكترون حرا ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الالكترونات.









( ب ) شبه موصل من النوع الموجب [ البلورة الموجبة (م) ] :
هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون ) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الثالثة التي تحتوي على ثلاث الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها ثلاثية التكافؤ ) والتالي ترتبط مع ثلاث ذرات جرمانيوم ( أو سيكون ) ويتبقى فجوة حره ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الفجوات .

***





بكل ماخطه حرفك



وبكل ماجمعه فكرك



تبقى مميز



ثق بأني أستمتعت كثيرا من بين السطور




كذاك كان موضوعكـ اخــــي