استخدامات أشباه الموصلات في الإلكترونيات

بواسطة: - آخر تحديث: ١٢:١٩ ، ٦ أغسطس ٢٠١٩
استخدامات أشباه الموصلات في الإلكترونيات

أشباه الموصلات

أشباه الموصلات هي أي مادة صلبة بلورية متوسطة في قدرتها على التوصيل الكهربائي ما بين الموصلات والعوازل الكهربائية، وتمتلك القدرة على التحكم بالتيار والجهد الكهربائي، ومن المعروف أنّ أشباه الموصلات عادةً ما تكون حساسة للإضاءة ودرجات الحرارة والمجالات المغناطيسية، وحتى أنّها تتأثر بالكميات الضئيلة من الشوائب، فمثلًا عند إضافة 10 ذرات من البورون إلى مليون ذرة من السيليكون فإنّ موصليته تزداد ألف ضعف، كما أنّ أشباه الموصلات قد تتألف من عنصر واحد أو اثنين أو العديد من العناصر المتفاعلة معًا، ومن الأمثلة عليها؛ السليكون والقصدير وزرنيخيد الغاليوم، وفيما يأتي بعض استخدامات أشباه الموصلات في الإلكترونيات.[١]

استخدامات أشباه الموصلات في الإلكترونيات

إنّ استخدامات أشباه الموصلات في الإلكترونيات عديدة ومتنوعة، فهي تدخل في صناعة كلّ من: الصمامات الثنائية، والترانزستورات، والدارات المتكاملة، وقد تم استعمال هذه الأجهزة في العديد من التطبيقات نظرًا لتكاملها وموثوقيتها وتكلفتها المنخفضة وكفاءتها في إنتاج الطاقة[١]، ومن الممكن التحكم في خصائص أشباه الموصلات عن طريق إضافة كميات صغيرة من أنواع وتراكيز مختلفة من الشوائب لتعطي آثارًا وفوائد متنوعة، وفيما يأتي بعض الأجهزة المحتوية على أشباه الموصلات التي كثيرًا ما يتم استخدامها:[٢]

  • الصمامات الثنائية: وهو لا يعمل كالموصلات بل يساعد على سريان التيار في اتجاه واحد فقط، وهو يتكون من مشوب سالب N ومشوب موجب P حيث أنّ المشوب السالب يتكون من الفسفور أو الزرنيخ وأمّا الموجب فيتكون من البورون أو الغاليوم.
  • الترانزستور: وهو يقوم بتضخيم التيارات الكهربائية الصغيرة ويعمل كمفتاح لتشغيل مصدر التيار أو إيقافه، وهو يتكون من ثلاثة مشوبات إما أن يكون اثنين منهما موجبين والآخر سالب PNP أو يكون اثنين منهما سالبين والآخر موجب NPN.
  • أجهزة الاستشعار: وهي تقوم باستشعار التغيرات في الضغط والضوء ودرجات الحرارة، ولكن استخدامها الأكثر شيوعًا هو في استشعار التغيرات الحاصلة في المقاومات.

وتدخل أشباه الموصلات أيضًا في صناعة أجهزة أخرى كأجهزة الطاقة وبواعث الضوء وأجهزة الاستشعار البصرية وبعض أنواع الليزر، ومن المتوقع أن تصبح أشباه الموصلات العناصر الأساسية في غالبية الصناعات والتي تشمل الأنظمة الإلكترونية التي تتعامل مع الاتصالات والحوسبة ومعالجة الإشارات وأنظمة التحكم. [١]

إيجابيات استخدام أشباه الموصلات

إنّ استخدامات أشباه الموصلات في الإلكترونيات كثيرة ومتعددة، ومن الممكن استخدامها أيضًا في صناعة الخلايا الشمسية والخلايا الضوئية واللوحات الأم للحواسيب، وحتى تتحقق أفضل النتائج يجب تصنيع أشباه الموصلات تحت ظروف محكمة لضمان جودتها، وهذا كلّه يدلّ على أن لدى هذه المواد شبه الموصلة العديد من الإيجابيات التي جعلت من الأجهزة الإلكترونية الحديثة أصغر وأسرع، وفيما يأتي بعض هذه الإيجابيات: [٣]

  • التخفيض من استهلاك الطاقة.
  • تنظيم الجهد الكهربائي.
  • صغيرة الحجم فتدخل في صناعة الدارات المتكاملة.
  • زيادة العمر المتوقع للجهاز المحتوي على أشباه موصلات.
  • الحاجة لجهد كهربائي قليل.
  • عدم إصدار طنين أو ضوضاء.
  • استخدامها كمفاتيح لتشغيل أو إغلاق مصادر التيار.

المراجع[+]

  1. ^ أ ب ت "Semiconductor", www.britannica.com, Retrieved 5-8-2019. Edited.
  2. "How Semiconductors Work", www.lifewire.com, Retrieved 5-8-2019. Edited.
  3. "What are the advantages of a semiconductor device?", www.quora.com, Retrieved 5-8-2019. Edited.
47 مشاهدة