تعتبر أشباه الموصلات من المواد التي توصل التيار الكهربائي بصعوبة، حيث أنها 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، والتي تظهر دائمًا في المقالة.
تحديد أشباه الموصلات
- أشباه الموصلات عبارة عن مجموعة من البلورات الصلبة لها قدرة معقولة (متوسطة) على توصيل الكهرباء.
- كما أنها لا توصل الكهرباء بسرعات عالية وعالية مثل الموصلات لأنها ليست موصلة بالكامل ولا مواد عازلة بالكامل،
- تتمتع أشباه الموصلات بمقاومة عالية، ويمكن لأي مجال كهربائي تغيير مقاومة الموصل.
- إلى جانب الصفات والمزايا التي تحتويها أشباه الموصلات، فهي من أهم المواد الصناعية التي لا يمكن الاستغناء عنها في الصناعة الحديثة.
- وهذا من وقت اكتشافه عام 1782 من قبل العالم أليساندرو فولتا حتى عام 1833، حيث اكتشف طبيعة هذه المواد وتوصيلها الكهربائي.
مزايا أشباه الموصلات
- يتميز بكفاءة الطاقة العالية وله أهمية كبيرة في مختلف الصناعات.
- رخيصة وغير مكلفة، وهذا يجعلها الأنسب للعديد من الأغراض.
- يتم استخدامه في الصناعة الإلكترونية، بسبب كفاءته العالية وقوته.
- لديها القدرة على تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.
- كما أنها تستخدم في إنتاج الألواح الشمسية التي تستخدم في تحويل الطاقة.
اقرأ أيضًا: بحث عن أحد العناصر المكونة للصناعة الإلكترونية
أنواع أشباه الموصلات
- في تحضير أشباه الموصلات، يتم استخدام العديد من المواد الكيميائية، ولكن تضاف إليها مجموعة من الشوائب بنسب مختلفة.
- تحدد هذه المعاملات 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 افتقارها إلى الإلكترونات الحرة.
- تتمتع أشباه الموصلات السالبة بموصلية كهربائية عالية بسبب وجود نسبة كبيرة من الإلكترونات الحرة.
- 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 تحتوي المعدات الكهربائية أو الإلكترونية على أشباه موصلات.
- ويرجع ذلك إلى جودتها وقدرتها وكفاءتها واستخدامها.
- تستخدم أشباه الموصلات في التكنولوجيا الحديثة وإنتاج الألواح الشمسية حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى كهرباء.
- يتم استخدامها في صناعة الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية مثل أجهزة الراديو والتلفزيون وأجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.
- كما يستخدم في انتاج المبردات والمولدات الكهربائية لاحتوائه على معاملات عالية للطاقة الحرارية.
- كما أنها تستخدم في صناعة الترانزستور التي تتميز بحجمها الصغير جدًا.
- يتم استخدامه في صناعة السيارات ومكبرات الصوت.
- كما تستخدم في صناعة المصابيح المستخدمة في إضاءة الشاشات.
- كما يستخدم في صناعة الأجهزة التي لديها القدرة على التحكم في الإشارات الكهربائية.
قد تكون مهتمًا بـ: أسعار وأنواع الألواح الشمسية
استخدام أشباه الموصلات في الإلكترونيات
- تعتبر أشباه الموصلات من الأشياء المهمة في صناعة الإلكترونيات لأنها كما ذكرنا تتميز بالكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة.
- هذا جعل من الممكن استخدامه في إنتاج الترانزستورات والدوائر الإلكترونية والدوائر المتكاملة.
- من الخصائص الأخرى التي تميز شبه الموصل عن غيره أنه يمكن التحكم في الموصلية الكهربائية عن طريق زيادة أو تقليل نسبة الشوائب فيه.
- تم استخدام أشباه الموصلات في صناعة الإلكترونيات بالطرق التالية
- أجهزة الاستشعار عن بعد تعتبر هذه الأجهزة من أهم المجالات التي دخلت صناعة أشباه الموصلات فيها.
- كما أنها تستخدم لاستشعار التغيرات في المقاومة والتغيرات في الإضاءة والضغط ودرجة الحرارة.
- ترانزستور يعمل على تضخيم التيارات الكهربائية الصغيرة.
- الثنائيات في هذه الحالة، لا تعمل الصمامات كموصل للتيار الكهربائي، ولكنها تساعد التيار على التحرك في اتجاه واحد.
- كما أنها تستخدم في إنتاج الطاقة والأجهزة الباعثة للضوء.
- كما أنه يساعد في أجهزة الاتصال ومعالجة الإشارات والتحكم.
مزايا استخدام أشباه الموصلات
- تعتبر أشباه الموصلات من أكثر المواد المفيدة، وهي أساس إنتاج الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية المختلفة.
- كما تم استخدامه بعدة طرق لما له من مزايا عديدة، حيث تم استخدام هذه أشباه الموصلات في إنتاج الألواح الشمسية والخلايا الشمسية وأشياء أخرى.
- يجب على مصنعي أشباه الموصلات أيضًا إتقان تصنيعها.
- يتم إنشاء جميع الظروف المحيطة من أجل زيادة جودتها وكفاءتها، والتي تعد من أهم مزايا هذه المواد.
- يوفر جهدًا منخفضًا.
- كما أنه ينظم الجهد.
- كما تتميز بأنها لا تسبب ضوضاء أو أي إزعاج.
- يستخدم في صناعة الإلكترونيات والدوائر المتكاملة لأنه يتميز بصغر حجمه.
- تقليل استهلاك الطاقة.
- تعمل كمفاتيح لزيادة وتقليل التيار الكهربائي.
- تتمتع أجهزة أشباه الموصلات بعمر خدمة طويل.
مكونات أشباه الموصلات
- كما ذكرنا من قبل فإن أشباه الموصلات وأنواعها هي أساس العديد من الصناعات بسبب كفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة.
- بالإضافة إلى قدرته على القيام بأشياء كثيرة، حيث أن أشباه الموصلات تتكون أساسًا من عنصري الجرمانيوم والسيليكون.
- إضافة العديد من المواد الكيميائية الأخرى، مثل كبريتيد الرصاص أو فوسفيد الإنديوم، مع إضافة بعض أنواع البلاستيك.
- وهو ما يعزل التيار الكهربائي بشكل كامل.
الخواص الكيميائية لأشباه الموصلات
- يؤثر العنصر على سلوك العنصر الكيميائي، أي عدد الإلكترونات التي يحتويها في مستوى طاقته الخارجية.
- نظرًا لأن جميع عناصر أشباه الموصلات تحتوي على العنصر الأخير من 3 إلى 6 إلكترونات.
- أحد أهم هذه العناصر هو البورون، والبورون هو العنصر الوحيد الذي ينتمي إلى فئة أشباه الموصلات.
- وأيضًا يحتوي على 3 إلكترونات في المستوى الخارجي، والتي تميل إلى فقد هذه الإلكترونات أثناء تفاعلاتها الكيميائية.
- بالإضافة إلى ذلك، هناك عناصر أخرى تميل 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
- مثل الموصلات والعوازل، تمتلك أشباه الموصلات القدرة على توصيل الكهرباء.
- مثلما توصل المواد الموصلة الكهرباء بسهولة، فإن العوازل لا توصل الكهرباء على الإطلاق.
- نجد أيضًا خصائص مشتركة هنا حيث تساعد أشباه الموصلات في تدفق التيار الكهربائي.
- أما السيليكون فهو من أشهر مواد أشباه الموصلات المستخدمة في إنتاج الدوائر الإلكترونية لما له من خواص عديدة.
- وبالمثل، بالنسبة لعناصر أشباه الموصلات الأخرى، تختلف خصائصها الفيزيائية، مثل نقاط الغليان والانصهار، وخصائص أخرى.
خصائص أشباه الموصلات
- تتميز أشباه الموصلات بإحكام الإحكام في الإلكترونيات المتصلة بها.
- هذا يجعلها عازلة تمامًا عند درجات حرارة تصل إلى صفر درجة مئوية.
- كما أن لديها القدرة على توصيل الكهرباء، لأنه في درجات الحرارة العالية تنكسر الروابط.
- يؤدي هذا إلى إطلاق الإلكترونات، وترك فجوة في مكانها.
- هذه الفجوة هي التي تجري التيار الكهربائي.
- هذا بالإضافة إلى خصائص أخرى جعلته من أهم المواد المستخدمة في الصناعة.
انظر أيضا: ما هو القرص الصلب؟
انتهينا من قائمة أهمها، وأشباه الموصلات من المواد التي توصل التيار الكهربائي بصعوبة، لأنها في أيدي مواد معدنية يتدفق من خلالها التيار الكهربائي بسهولة وبسرعة.
إذا كنت قد استفدت منا اليوم من خلال موقع إلكتروني للمقالة، فيرجى مشاركة هذا الموضوع على وسائل التواصل الاجتماعي حتى يتمكن الجميع من الاستفادة. كن بصحة جيدة.