أشباه الموصلات من المواد التي توصل الكهرباء بصعوبة، لأنها في أيدي مواد معدنية تتدفق من خلالها الكهرباء بسهولة وبين اللافلزات.
يمكن أيضًا زيادة المقاومة الكهربائية لهذه المواد وتوصيلها الكهربائي، عن طريق إضافة بعض العناصر الكيميائية، ولكن بكميات صغيرة جدًا.
فيما يلي التفاصيل والمعلومات حول أشباه الموصلات وأنواعها في موضوعنا التالي، والتي تظهر دائمًا في مقال.
تحديد أشباه الموصلات
- أشباه الموصلات عبارة عن مجموعة من البلورات الصلبة لها قدرة معقولة (متوسطة) على توصيل الكهرباء.
- كما أنها لا تقوم بتوصيل الكهرباء بمعدلات كبيرة ومرتفعة مثل الموصلات، لأنها ليست موصلة بالكامل ولا مواد عازلة تمامًا،
- تتمتع أشباه الموصلات بمقاومة كبيرة، علاوة على ذلك، يمكن لأي مجال كهربائي تغيير مقاومة الموصل.
- بالإضافة إلى الصفات والمزايا التي تحتويها أشباه الموصلات، فهي من أهم المواد الصناعية التي لا تستطيع الصناعات الحديثة توفيرها.
- وذلك منذ اكتشافه عام 1782 من قبل العالم أليساندرو فولتا حتى عام 1833 حيث اكتشف طبيعة هذه المواد وموصلتها الكهربائية.
مزايا أشباه الموصلات
- يتميز بكفاءة الطاقة العالية، وهو مهم للغاية في مجال الصناعات المختلفة.
- رخيصة وغير مكلفة، وهذا يجعلها الأنسب للعديد من الاستخدامات.
- يتم استخدامه في صناعة الإلكترونيات، بسبب كفاءته العالية وقدرته.
- لديها القدرة على تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.
- كما تستخدم في صناعة الألواح الشمسية التي تستخدم في تحويل الطاقة.
اقرأ أيضًا: ابحث عن أحد العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات
أنواع أشباه الموصلات
- عند تحضير أشباه الموصلات، يتم استخدام العديد من المواد الكيميائية، ولكن تضاف إليها مجموعة من الشوائب بنسب مختلفة.
- تحدد هذه النسب أيضًا التوصيلية الكهربائية لهذه المواد، لأن الموصلية تختلف وفقًا لنسبة الشوائب في المادة.
- أشباه الموصلات الموجبة هي تلك ذات الموصلية الكهربائية المنخفضة، بسبب افتقارها إلى الإلكترونات الحرة.
- 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 استخدامات عديدة، لما لها من أهمية كبيرة في المجال الصناعي.
- عدم وجود جهاز كهربائي أو إلكتروني لا يحتوي على أشباه موصلات.
- هذا بسبب جودته وقدرته وكفاءته وسهولة استخدامه.
- تستخدم أشباه الموصلات في التكنولوجيا الحديثة وفي صناعة الألواح الشمسية حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.
- يتم استخدامه في صناعة الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية، مثل أجهزة الراديو والتلفزيون وأجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.
- كما أنها تستخدم في صناعة المبردات والمولدات الكهربائية، وذلك لاحتوائها على العديد من عوامل الطاقة الحرارية.
- كما أنها تستخدم في صناعة الترانزستور، وتتميز بصغر حجمها.
- تستخدم في صناعة السيارات ومكبرات الصوت.
- كما تستخدم في صناعة المصابيح التي تستخدم في شاشات الإنارة.
- كما أنها تستخدم لصنع أجهزة قادرة على التحكم في الإشارات الكهربائية.
قد تكون مهتمًا بـ: أسعار وأنواع الخلايا الشمسية
استخدام أشباه الموصلات في الإلكترونيات
- تعتبر أشباه الموصلات من الأشياء المهمة في صناعة الإلكترونيات، لأنها كما ذكرنا تتميز بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة.
- يتم استخدامه لصنع 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 شوائبها.
- تستخدم أشباه الموصلات في صناعة الإلكترونيات على النحو التالي
- أجهزة الاستشعار عن بعد تعتبر هذه الأجهزة من أهم الصناعات التي دخلت فيها صناعة أشباه الموصلات.
- كما أنها تستخدم لاكتشاف التغيرات في المقاومة، والتغيرات في الضوء، والضغط، ودرجة الحرارة.
- الترانزستور الذي يعمل على تضخيم التيارات الكهربائية الصغيرة.
- الثنائيات في هذه الحالة، لا تعمل الصمامات كموصلات للكهرباء، ولكنها تساعد التيار على التحرك في اتجاه واحد.
- كما أنها تستخدم لصنع أجهزة انبعاث الطاقة والضوء.
- كما أنه يساعد في مجالات الاتصال ومعالجة الإشارات وأجهزة التحكم.
مزايا استخدام أشباه الموصلات
- تعتبر أشباه الموصلات من أكثر المواد فائدة، وهي أساس تصنيع الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية المختلفة.
- كما أنها تستخدم بعدة طرق لما لها من مزايا عديدة، حيث تستخدم أشباه الموصلات هذه في صناعة الألواح الشمسية والخلايا الكهروضوئية وأشياء أخرى.
- يحتاج صانعو أشباه الموصلات أيضًا إلى إتقان تصنيعهم.
- يتم تهيئة جميع الظروف البيئية لزيادة جودتها وكفاءتها، ومن أهم مزايا هذه المواد.
- يوفر جهدًا منخفضًا.
- كما أنه ينظم الجهد.
- كما توصف بأنها لا تسبب ضوضاء أو أي إزعاج.
- يستخدم في صناعة الإلكترونيات والدوائر المتكاملة ؛ لأنه يتميز بصغر حجمه.
- تقليل استهلاك الطاقة.
- إنها بمثابة مفاتيح لخفض الطاقة وتشغيلها.
- تتمتع أجهزة أشباه الموصلات بعمر طويل.
مكونات أشباه الموصلات
- كما ذكرنا فإن أشباه الموصلات وأنواعها هي أساس العديد من الصناعات، وذلك بسبب كفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة.
- فضلا عن قدرته على فعل أشياء كثيرة، لأن أشباه الموصلات تتكون أساسًا من عنصري الجرمانيوم والسيليكون.
- عن طريق إضافة العديد من المواد الكيميائية الأخرى مثل كبريتيد الرصاص أو فوسفيد الإنديوم، وذلك بإضافة بعض أنواع المواد البلاستيكية.
- وهي معزولة تماما عن الكهرباء.
الخواص الكيميائية لأشباه الموصلات
- يؤثر العنصر على سلوك عنصر كيميائي، أي عدد الإلكترونات التي يمتلكها في مستوى طاقته الخارجية.
- لأن جميع عناصر أشباه الموصلات لها العنصر الأخير من 3 إلى 6 إلكترونات.
- أحد أهم هذه العناصر هو البورون، والبورون هو العنصر الوحيد الذي ينتمي إلى فئة أشباه الموصلات.
- بالإضافة إلى واحد يحتوي على 3 إلكترونات في مستواه الخارجي، فإنه يميل إلى فقد هذه الإلكترونات أثناء تفاعلاته 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
- تشترك أشباه الموصلات في الموصلات والعوازل، ولديها القدرة على توصيل الكهرباء.
- حيث أن المواد الموصلة توصل الكهرباء بسهولة، أو أن العوازل لا توصل الكهرباء على الإطلاق.
- نرى أيضًا خصائص مشتركة هنا، لأن أشباه الموصلات تساعد في تدفق الكهرباء.
- أما السيليكون فهو من أشهر مواد أشباه الموصلات المستخدمة في صناعة الدوائر الإلكترونية لما له من خصائص عديدة.
- وبالمثل، بالنسبة لبقية عناصر أشباه الموصلات، تختلف خصائصها الفيزيائية، مثل نقاط الغليان والانصهار، وخصائص أخرى.
خصائص أشباه الموصلات
- تتميز أشباه الموصلات بضيق الإلكترونيات الملحقة بها.
- هذا يجعلها عازلة تمامًا عند درجات حرارة أقل من صفر درجة مئوية.
- تتميز أيضًا بقدرتها على توصيل الكهرباء، لأنه في درجات الحرارة المرتفعة تنكسر الروابط.
- يؤدي هذا إلى إخراج الإلكترونات، تاركًا فجوة في مكانها.
- هذه الفجوة توصل الكهرباء.
- هذا بالإضافة إلى ميزات أخرى تجعله من أهم المواد المستخدمة في الصناعة.
انظر أيضا: ما هو محرك الأقراص الصلبة؟
انتهينا من حصر أهمها، وأشباه الموصلات من المواد التي توصل الكهرباء بصعوبة، لأنها في أيدي مواد معدنية تتدفق من خلالها الكهرباء بسهولة.
إذا كنت قد استفدت منا اليوم من خلال موقع محمود حسونة، قم بنشر رابط الموضوع على مواقع التواصل الاجتماعي، حتى يتمكن الجميع من الاستفادة منه.