أشباه الموصلات هي إحدى تلك المواد التي توصل الكهرباء بصعوبة لأنها في أيدي مواد معدنية يتدفق من خلالها التيار الكهربائي بسهولة وبسرعة وبين اللافلزات.
يمكن أيضًا زيادة المقاومة الكهربائية لهذه المواد وتوصيلها الكهربائي عن طريق إضافة عناصر كيميائية معينة، ولكن بكميات صغيرة جدًا.
فيما يلي تفاصيل ومعلومات حول أشباه الموصلات وأنواعها في موضوعنا التالي، والذي يظهر دائمًا في المقالة.
تحديد أشباه الموصلات
- أشباه الموصلات عبارة عن مجموعة من البلورات الصلبة لها قدرة معقولة (متوسطة) على توصيل التيار الكهربائي.
- كما أنها لا توصل الكهرباء بسرعات عالية وعالية مثل الموصلات لأنها ليست موصلة بالكامل ولا مواد عازلة تمامًا.
- تتمتع أشباه الموصلات بمقاومة عالية، بالإضافة إلى أن أي مجال كهربائي يمكن أن يغير مقاومة الموصل.
- وفضلاً عن الصفات والمزايا التي تحتويها أشباه الموصلات فهي من أهم المواد الصناعية التي لا يمكن الاستغناء عنها في الصناعات الحديثة.
- وذلك بعد اكتشافه عام 1782 من قبل العالم أليساندرو فولتا حتى عام 1833 حيث اكتشف طبيعة هذه المواد وموصلية الكهرباء الخاصة بها.
مزايا أشباه الموصلات
- يتميز بكفاءة الطاقة العالية وله أهمية كبيرة في مختلف الصناعات.
- رخيصة وغير مكلفة، وهذا يجعلها الأنسب للعديد من الاستخدامات.
- يتم استخدامه في صناعة الإلكترونيات بسبب كفاءته العالية وقوته.
- لديها القدرة على تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.
- كما أنها تستخدم في إنتاج الخلايا الشمسية المستخدمة في تحويل الطاقة.
اقرأ أيضا: ادرس أحد العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات
أنواع أشباه الموصلات
- تُستخدم العديد من المواد الكيميائية في صناعة أشباه الموصلات، ولكن تُضاف إليها مجموعة من الشوائب بنسب مختلفة.
- تحدد هذه النسب أيضًا الموصلية الكهربائية لهذه المواد، حيث تختلف الموصلية باختلاف النسبة المئوية للشوائب في المادة.
- أشباه الموصلات الموجبة هي تلك التي لديها توصيل كهربائي منخفض بسبب عدم وجود إلكترونات حرة فيها.
- تتميز أشباه الموصلات السالبة بموصلية كهربائية عالية بسبب وجود نسبة كبيرة من الإلكترونات الحرة فيها.
- وهي مقسمة أيضًا إلى أشباه موصلات نقية وأشباه موصلات غير نقية.
استخدام أشباه الموصلات
- لأشباه الموصلات العديد من التطبيقات نظرًا لأهميتها الكبيرة في الصناعة.
- حيث لا توجد معدات كهربائية أو إلكترونية تحتوي على أشباه موصلات خالية.
- ويرجع ذلك إلى جودتها وقوتها وكفاءتها وسهولة استخدامها.
- تستخدم أشباه الموصلات في التكنولوجيا الحديثة وفي إنتاج الخلايا الشمسية حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.
- يتم استخدامها في صناعة الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية مثل أجهزة الراديو والتلفزيون وأجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.
- كما تستخدم في انتاج المبردات والمولدات الكهربائية لاحتوائها على معاملات طاقة حرارية عالية.
- كما أنها تستخدم في صناعة الترانزستور التي تتميز بصغر حجمها.
- تستخدم في صناعات السيارات ومكبرات الصوت.
- كما أنها تستخدم في إنتاج المصابيح المستخدمة في شاشات العرض الضوئية.
- كما يستخدم في صناعة الأجهزة التي لديها القدرة على التحكم في الإشارات الكهربائية.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: أسعار وأنواع الخلايا الشمسية
استخدام أشباه الموصلات في الإلكترونيات
- تعتبر أشباه الموصلات من الأشياء المهمة في صناعة الإلكترونيات لأنها، كما ذكرنا سابقًا، تتميز بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة.
- أدى ذلك إلى استخدامه في صناعة الترانزستورات والدوائر الإلكترونية والدوائر المتكاملة.
- ومن الخصائص الأخرى التي تميز أشباه الموصلات عن غيرها أنه يمكن التحكم في الموصلية الكهربائية عن طريق زيادة أو تقليل نسبة الشوائب فيها.
- في صناعة الإلكترونيات، تم استخدام أشباه الموصلات بالطرق التالية
- أجهزة التحكم عن بعد. تعد هذه الأجهزة من أهم المجالات التي دخلت صناعة أشباه الموصلات فيها.
- كما أنها تستخدم لاستشعار التغيرات في المقاومة والضوء والضغط ودرجة الحرارة.
- ترانزستور يعمل على تضخيم التيارات الكهربائية الصغيرة.
- الثنائيات في هذه الحالة، لا تعمل الصمامات كموصلات للكهرباء، ولكنها تساعد على تدفق التيار في اتجاه واحد.
- كما أنها تستخدم في إنتاج الأجهزة الكهربائية والإنارة.
- كما أنه يساعد في مجالات الاتصال ومعالجة الإشارات وأجهزة التحكم.
مزايا استخدام أشباه الموصلات
- تعتبر أشباه الموصلات من أكثر المواد المفيدة التي تشكل أساس إنتاج الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية المختلفة.
- كما تم استخدامه بعدة طرق نظرًا لمزاياها العديدة، حيث تم استخدام هذه أشباه الموصلات في إنتاج الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية وأشياء أخرى.
- يحتاج مصنعو أشباه الموصلات أيضًا إلى إتقان تصنيعهم.
- يتم إنشاء جميع الظروف المحيطة لزيادة جودتها وكفاءتها، وإحدى المزايا المهمة لهذه المواد.
- يوفر جهدًا منخفضًا.
- كما أنه ينظم الجهد.
- كما أنها تتميز بعدم إحداث ضوضاء أو أي إزعاج.
- يتم استخدامه في صناعات الإلكترونيات والدوائر المتكاملة بسبب صغر حجمه.
- تقليل استهلاك الطاقة.
- تعمل كمفاتيح لخفض التيار الكهربائي لأعلى ولأسفل.
- تتمتع أجهزة أشباه الموصلات بعمر طويل.
مكونات أشباه الموصلات
- كما ذكرنا فإن أشباه الموصلات وأنواعها هي أساس العديد من الصناعات لكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة.
- فضلا عن قدرته على القيام بالعديد من الأشياء، حيث أن أشباه الموصلات تتكون أساسًا من عنصري الجرمانيوم والسيليكون.
- إضافة العديد من المواد الكيميائية الأخرى، مثل كبريتيد الرصاص أو فوسفيد الإنديوم، مع إضافة أنواع معينة من المواد البلاستيكية.
- وهو ما يعزل التيار الكهربائي بشكل كامل.
الخواص الكيميائية لأشباه الموصلات
- يؤثر العنصر على سلوك العنصر الكيميائي، وهو عدد الإلكترونات الموجودة في مستوى طاقته الخارجية.
- لأن جميع عناصر أشباه الموصلات تحتوي على 3 إلى 6 إلكترونات في العنصر الأخير.
- أحد أهم هذه العناصر هو البورون، والبورون هو العنصر الوحيد الذي ينتمي إلى فئة أشباه الموصلات.
- وكذلك الذي يحتوي على 3 إلكترونات في مستواه الخارجي والذي يميل إلى فقدان تلك الإلكترونات أثناء تفاعلاته الكيميائية.
- بالإضافة إلى ذلك، هناك عناصر أخرى تسعى إلى اكتساب الإلكترونات أثناء تفاعلها، وتشمل هذه العناصر الكيميائية الزرنيخ والأنتيمون.
- يتم اكتساب هذه الإلكترونات أيضًا أثناء التفاعل لأن مستواها الخارجي ممتلئ بأربعة إلكترونات.
الخصائص الفيزيائية لأشباه الموصلات
- على عكس الموصلات والعوازل، تتمتع أشباه الموصلات بالقدرة على توصيل الكهرباء.
- لأن المواد الموصلة توصل الكهرباء بسهولة، أو أن العوازل لا توصل الكهرباء على الإطلاق.
- هنا نجد أيضًا خصائص مشتركة حيث تساعد أشباه الموصلات في تدفق التيار الكهربائي.
- أما السيليكون فهو من أشهر مواد أشباه الموصلات التي تستخدم في إنتاج الدوائر الإلكترونية لما له من خواص عديدة.
- وبالمثل، بالنسبة لعناصر أشباه الموصلات المتبقية، تختلف خصائصها الفيزيائية، مثل نقاط الغليان والانصهار وخصائص أخرى.
خصائص أشباه الموصلات
- تتميز أشباه الموصلات بصلابة الإلكترونيات المتصلة بها.
- هذا يجعلها عازلة تمامًا في درجات حرارة دون الصفر.
- تتميز أيضًا بقدرتها على توصيل الكهرباء، لأنه في درجات الحرارة المرتفعة تنكسر الروابط.
- يؤدي هذا إلى إطلاق الإلكترونات وتركها في مكانها.
- هذه الفجوة هي التي تجري التيار الكهربائي.
- هذا بالإضافة إلى خصائص أخرى جعلته من أهم المواد المستخدمة في الصناعة.
أنظر أيضا: ما هو محرك الأقراص الصلبة؟
انتهينا من حصر أهم المواد وأشباه الموصلات من المواد التي توصل الكهرباء بصعوبة لأنها في أيدي مواد معدنية تتدفق من خلالها الكهرباء بسهولة وسرعة.
إذا استفدت من موقع القلعةة الخاص بنا اليوم، فيرجى مشاركة رابط الموضوع على مواقع التواصل الاجتماعي الخاصة بك ليستمتع به الجميع. كن جيد.