أشباه الموصلات

أشباه الموصلات

هى مواد تقع مقاومتيها بين مقاوميه الموصلات الجيدة والموصلات العازله . ومواد اشباه الموصلات الشائعة الاستعمال فى تصنيع الصمامات الثنائية والترانزستور هى السيلكون والجرمانيوم اما تلك التى تستخدم فى تصنيع الصمامات الثنائية الباعثة للضوء فهى زرنيخيد الجاليوم وفوسفيد الجاليوم ...

واكثر المواد شبه الموصله استعملا هو عنصر السليكون الذى يوجد فى انواع عديدة من الصخور والاحجار فالرمال مثلا ماهى الاثانى اكسيد السليكون . تختزل المواد شبة موصله فى فرن ذى درجة حرارة عالية حتى تصبح فى صورة نقية . وينساب التيار خلال المادة شبة الموصله النقية ، فاذا ماسلط فرق الجهد كهذه بين طرفى المادة شبة الموصلة فان الالكترونات الحرة تنطلق فى اتجاة القطب الموجب للمصدر بينما تنطلق الفجوات فى اتجاه القطب السالب . ويزداد عدد الالكترونات المنطقة من الذرات الام لشبة الموصل بازدياد درجة الحرارة المحيطة . اذن فلكل قيمة معينة من فرق الجهد يزداد سريان التيار داخل المادة تقل مع تزايد درجة الحرارة ، بمعنى آخر ،فاشباه الموصلات لها معامل مقاومة حرارى سالب ...

ويمكن التحكم فى المواد شبة الموصلة المستعملة فى صناعة النبائط (devices) الالكترونية بتنظيم اضافة كمية من الشوائب اثناء التصنيع علما بان هذه الكمية تبلغ فى العادة جزءا من المليون من اجزاء المادة النقية . وبناء على نوع الشوايب المضافة لشبة الموصل يمكن توصيفة اما بالنوع الموجب (P) او بالنوع السالب (n) ...

فى مواد النوع الموجب ، ينتج عن الشوائب المضافة ان يزيد عدد الفجوات (الحرة) عن عدد الالكترونات (الحرة) ] ونلاحظ ان النوع الموجب يعنى بالضرورة حاملات حرة للشحنات الموجبة [ . لذلك عند انسياب التيار فى المادة موجبة النوع فان اكثرية هذا التيار المنساب تكون نتيجة لتحرك حاملات الشحنة الموجبة فى اتجاة القطب السالب للمصدر . وتساهم حركة الالكترونات فى اتجاة القطب الموجب للمصدر بجزء محدد حدا من القيمة الاجمالية للتيار المنساب . لذا توصف الفجوات بحاملات الشحنة ذات الاقلية وذلك بالنسبة للنوع الموجب من المواد شبة الموصلة . هذا وتضاف مواد مثل الجاليوم او الانديوم لتمتزج مع السليكون النقى لانتاج النوع الموجب من اشباه الموصلات ...

اما اذا اضيفت مواد مثل الزرنيخ او الانتيمون لتخلط مع السليكون او الجرمانيوم النقى ، لاصبح لديتا مايسمى بالنوع السالب من اشباه المواصلات مما يتنج عنه ان تزيد عدد الالكترونات (الحرة) عن عدد الفجوات (الحرة) ] ونلاحظ أن النوع السلب يعنى بالضروة حاملات حرة للشحنات السالبة [ وبالتالى فالالكترونات فى هذا النوع هى حاملات الشحنة ذات الاغلبية بعكس الفجوات التى تعتبر حاملات الشحنة ذات الاقلية . وان سريان التيار فى المواد ذات النوع السالب يكون نتيجة لاندفاع الالكترونات فى اتجاة القطب الموجب للمصدر .
ويستعمل كلا النوعين السالب والموجب لاشباه الموصلات فى تصنيع نبط اشباه الموصلات ...