الفرق بين السيليكون والجرمانيوم

مادتي السيليكون وأيضا الجرمونيوم هي بعض المواد التي تنتمي الى عائلة الموصلات، فكل ذرة من السيليكون والجرمونيوم تحتوي على حوالي أربع الكترونات تكافؤ، وتعرف الكترونات التكافؤ على انها تلك الالكترونات التي توجد في المدار الخارجي من الذرة والتي تساهم في التفاعلات الكيميائية، ولكن يكمن الاختلاف بينهم في عدة اشياء، وهي التي سنتعرف عليها اليوم.

الفرق بين السيليكون والجرمانيوم

يكمن الاختلاف بين كل من السيليكون والجرمانيوم هو ان ذرة السيليكون تحتوي على حوالي أربعة عشر بروتون في النواة، ولكن في ذرة الجرمانيوم فأنها تحتوي عل 32 بروتون، كما ان هناك بعض الاختلافات في التركيب الذري بين كلا المادتين.

ما هي المواد الموصلة

هي تلك المواد التي يمكن لإلكترونات المدار الخارجي فيها بان تتحرك من تلقاء نفسها كما انها تتحرك بطريقة عشوائية بين الذرات، حتى انها إذا تعرضت لفرق جهد أي الكترونات تكونت تيار كهربي.

امثلة على المواد الموصلة

1_ الفضة.
2_ النحاس.

3_ الالمونيوم.
4_ المعادن بشكل عام.

ما هي المواد العازلة

المواد العازلة هي تلك المواد التي تشتد فيها قوة الجذب للنواة الالكترونية للمدار الخارجي، والتي من خلاله لا تستطيع الإفلات من الذرة.

بعض الأمثلة على المواد العازلة

1_ الورق.
2_ الزجاج.

3_ الميكا.
4_ البلاستيك.
5_ المطاط، وغيرها من المواد.

ما هي المواد الشبه موصلة

من الأشياء المعروفة للغاية هي ان الذرة هي أصغر جزء موجود في العنصر، وتطبيق الى نظرية بوهر، فان تلك الذرة تحتوي على نواة مركزية تحاط بسحابة من الالكترونات السالبة الشحنة، وهي التي تدور في مدارات بيضاوية حول النواة.

كيف تتكون الذرة

تحتوي النواة على نوعين من الاجسام، واحدة منهم موجبة الشحنة وهي التي يطلق عليها بروتونات، والأخرى هي متعادلة الشحنة والتي يطلق عليها نيوترونات، وهي التي تدور حول النواة وتعرف باسم الالكترونات السالبة الشحنة، وهي توجد في مدارات ثابتة.

الرابطة التساهمية في اشباه الموصلات

ان ذرة الجرانيوم تحتوي على حوالي اربع الكترونات في المدار الخارجي، وذلك حتى تكتمل نطاق التكافؤ للجرمانيوم، فانه ولابد من وجود حوالي ثماني الكترونات في المدار الخارجي، وبذلك فان كل ذرة تشارك تلك الذرات الأربعة والتي تم تحويلها في الكترونات بالصورة الواضحة، وهي التي يتم اطلاق اسم، الرابطة التساهمية، وفي تلك الرابطة التي تبدو الذرة وكأنها محاطة بثماني الكترونات، أي الأربع ذرات الاصلية واربع ذرات أخرى بواسطة الرابطة التساهمية، وبتلك الطريقة فان الذرة في تلك الحالة لا تكون قابلة الى التوصيل حيث انه لا يوجد الكترونات حرة لتقوم بنقل الطاقة، والتي يطلق علي ذلك البناء، البناء البلوري.

وتعتبر مادة السيليكون ومادة الجرمانيوم لهما صورتين انقى وأقرب الى المواد العازلة، ولكنه بعد ان يتم إضافة بعض الشوائب إليهم، فانهم يصبحوا اشبه الى الموصلات.

تعريف البلورة السالبة N

حتى تتحول البللوره الى مادة تكون قابلة للتوصيل فانه يجب ان يتم تطعيمه ببعض المواد التي يطلق عليها اسم، مواد شائبة، وواحدة من اهم امثلة المواد الشائبة التي لها دور كبير في تكوين البلورة السالبة هي مادة الفسفور، وأيضا الزنك، والانتيمون، كما ان هناك بعض المواد التي يوجد بها خاصية احتوائها على خمس الكترونات خارجية، ويتم توصيل الثنائي تيار وذلك عندما يكون موصلا في اتجاه الامام، ولا يوصل تيار عندما يكون موصلا في الاتجاه المعاكس.

تركيب الثنائي

الثنائي هو عنصر اليكتروني يحتوي على طرفين، وهو الذي يسمح بمرور التيار الكهربي في اتجاه واحد، وذلك عندما يكون جهد الانود وجب بالنسبة للكاثود بالتوصيل الامامي، ولا يمر من هناك الا تيار ضئيل للغاية، وذلك عندما يكون الانود سالب بالنسبة للكاثود أي التوصيل العكسي، وبتلك الطريقة من الممكن ان يعتبر الموحد مفتاح جهد يتم توصيله في أحد الاتجاهات ولا يتم توصيله الا في اتجاه واحد.

ملاحظة، نظرا لاستخدام المصطلح الإنجليزي في عدد كبير من المحلات وأيضا الشركات فأننا يجب علينا ان نقوم بذكر الاسم الإنجليزي للثنائي وهو الدايود.

خواص الثنائي

يتم توصيل الثنائي للتيار عندما يكون موصل في الاتجاه الامامي، أيضا لا يوصل التيار عندما يكون موصل بالاتجاه العكسي.
تمرير التيارات الكهربائية

ان الثنائي يسمح بمرور التيارات في الاتجاه الامامي عندما يتعدى الجهد الامامي، او ما يسمى باسم الجهد الحاجز، والامر الذي يبدا بهده الثنائي في عملية التوصيل، وتكون قيمة ذلك الحاجز 0.7 فولت، وذلك في ثنائيات السيليكون، اما في ثنائيات الجرمانيوم فأنها تكون 0.3 فولت فقط.

لتمرير التيار الكهربي

يجب ان يكون الجزء السفلي من المنحنى يمثل حالة التوصيل العكسي، حيث انه يظل التيار تقريبا مساوي الى الصفر، حتى يصل ذلك الجهد الى جهد الانهيار، حيث انه يمر بتيار عكسي شديد اذا لم يحد يمكنه ان يتلف الثنائي.

الوسوم :
الوسوم المشابهة : , ,

شارك المقال في صفحاتك

معلومات الكاتب

Avatar

ايمان محمود

أكتب تعليق

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *