الترانزستور - منتديات دفاتر التربوية التعليمية المغربية

الفوقى · 16-09-2008, 15:00

الترانزستور

تمكّنت مختبرات شركة بل للهاتف، في ميوري هيلزفي نيو جرزي بالولايات المتحدة، وبقيادة العالم وليم برادفورد شوكلي (1910 ـ ) بمفاجأة دنيا الإلكترونات بصمام ثلاثي الاقطاب يعتمد كلياً على المواد الصلبة،كتب له أن يقضي مع الزمن على سيطرة الصمامات الإلكترونيةالخوائية.
نتيجة لهذا العمل، تتمتّع جميع اجزاء العالم اليوم بامكانية استعمالاجهزة راديو تعمل بالبطارية، نقالة وصغيرة الحجم وقليلة الكلفة.
الغرض منه تقويموتكبير التيار المتردد.

تركيبه:
يتركب من ثلاث مناطق:
أ ـ الباعث وهوالمنطقة التيالقاعدة بحاملات الشحنة (ثقوب موجبة أوإلكترونات حرة)

.
ب ـ القاعدة وهي المنطقة التي تقع بين الباعثوالمجمع وسمكها صغير جداً بالنسبة لهما كما أن درجة تركيز الشوائب بهاتقل كثيراً فيهما. ونظراً لرقتها ونقص شوائبها فإنها تمرر معظم حاملات الشحنة التيتصلها من الباعث إلى المجمع، وبذلك لا يقل تيار المجمع عن تيار الباعث إلاقليلاً.
ج ـ المجمع وهو المنطقة التي تجمع حاملات الشحنة القادمة منالقاعدة.

نوعا الترانزستور:
أ ـ نوع (س. م. س) .
وفيه يكون الباعث والمجمعمن شبه موصل سالب النوع وتكون القاعدمن شبه موصل موجب النوع.
ب ـ نوع (م. س. م) .
وفيه يكون الباعث والمجمع من شبه موصل موجب النوع وتكون القاعدة منم شبه موصلسالب النوع.
9 ـ تصنع قاعدة الترانزستور رقيقة جداً ويوضع بها نسبة قليلة جداًمن الشوائب حتى تمرّر معظم الشحنات من الباعث إلى المجمع.
10 ـ يجب أن توصلالقاعدة مع الباعث توصيلاً أمامياً ويوصل المجمع مع الباعث توصيلاً عكسياً حتى تمرالشحنات من الباعث إلى القاعدة إلى المجمع

أشباهالموصلات

1 ـ تنقسم المواد من حيثقدرتها على توصيل التيار الكهربي إلى ثلاثة أقسام:
1 ـ مواد جيدة التوصيل: ـ مثلالمعادن كالنحاس والفضة والرصاص.
(أ) يرجع جودة توصيلها للكهربية لاحتوائها علىإلكترونات حرة بأعداد وفيرة.
(ب) تزداد مقاومتها بارتفاع درجة الحرارة.
2 ـمواد عازلة مثل الزجاج والمطاط والبلاستيك، ترجع عدم توصيلها للكهرباء لعدماحتوائها على إلكترونات حرة.
3 ـ أشباه الموصلات مثل الجرمانيوموالسيليكون.
أ ـ هي مواد ليست جيدة التوصيل للكهرباء كالموصلات وليست عازلةتماماً كالعازلات ولكن قدرتها على التوصيل تحتل موقعاً متوسطاً بينهما.
ب ـترتبط ذراتها بعضها ببعض في البلورة بروابط تساهمية.
ج ـ تقل مقاومتها بارتفاعدرجة الحرارة حيث تكون الطاقة الحرارية كافية لكسر بعض هذه الروابط وتحرير بعضالإلكترونات.
د ـ تعتمد في خواصها الكهربية على ما يضاف إليها منشوائب.

ـ يمكن جعل بلورة الجرمانيوم موصلة للكهرباء بطريقتين:
أ ـ رفع درجةالحرارة.
ب ـ إضافة شوائب إلى البللورة النقية.
أولاً: رفع درجةالحرارة:
أ ـ في درجات الحرارة المنخفضة تكون الإلكترونات شديدة الإرتباط بذراتالجرمانيوم ويصعب تحريرها لذا تكون البلورة رديئة التوصيل للكهربية وتكون عازلةتماماً عند درجة الصفر المطلق.
ب ـ عند رفع درجة حرارة الجرمانيوم تصبح الطاقةالحرارية كافية لكسر بعض الروابط فتحرر بعض الإلكترونات وتصبح البلورة موصلةللكهربية، أي أن أشباه الموصلات تتميز بزيادة قدرتها على التوصيل الكهربي إرتفاعدرجة الحرارة.
ثانياً: إضافة شوائب إلى البللورة النقية:
تزداد درجة التوصيلالكهربي لذرات الجرمانيوم في البلورة بإضافة نسبة قليلة جداً من بعض الشوائب إليها. وهذه الشوائب على نوعين مثل شائبة من عنصر خماسي التكافؤ مثل الزرنيخ وشائبة منعنصر ثلاثي التكافؤمثل الألومنيوم.

5 ـ يعتمد التوصيل الكهربي في الجرمانيومالنقي الساخن على حركة كل من الإلكترونات والثقوب الموجبة.
6 ـ نحصل علىالجرمانيوم الموجب النوع باستخدام شائبة ثلاثية التكافؤ مثل الألومنيوم تسمى شائبةمتقبلة، وتعمل على إحداث ثقوب موجبة ويتم التوصيل الكهربي في البلورة نتيجة لحركةهذه الثقوب الموجبة.
7 ـ نحصل على الجرمانيوم السالب النوع باستخدام شائبةخماسية التكافؤ مثل الزرنيخ تسمى شائبة معطية، وتعمل على تواجد إلكترونات حرة ويتمالتوصيل الكهربي في البلورة نتيجة لحركة الإلكترونات الحرّة.
8 ـ مقارنة بينالجرمانيوم السالب والجرمانيوم الموجب.

الجرمانيوم السالب

الجرمانيوم الموجب

البلورة تحتوي على شائبة من عنصر خماسي التكافؤ مثل الزرنيخ

البلورة تحتوي على شائبة من عنصر ثلاثي التكافؤ مثل الألومنيوم

تعمل شائبة الزرنيخ على تواجد إلكترونات حرة في التشابك البلوري

تعمل شائبة الألومنيوم على إحداث ثقوب موجبة في التشابك البلوري

يعتمد التوصيل الكهربي فيه على الإلكترونات الحرة

يعتمد التوصيل الكهربي فيه على الثقوب الموجبة

9ـ تسمى شائبة الزرنيخ شائبة معطية لأنها تعملعلى تواجد الإلكترونات الحرة. وتسمى بلورة الجرمانيوم التي تحتوي على شوائب منالزرنيخ بلورة من النوع السالب، وذلك لأن التوصيل الكهري يتم فيها عن طريقالإلكترونات. وتكون البلورة من النوع السالب متعادلة كهربياً لأن الشحنات الموجبةلذرات الزرنيخ تتعادل مع الشحنات السالبة للإلكترونات المتحررة منه.

10 ـ تسمىشائبة الألومنيوم شائبة متقبلة لأنها تعمل على إحداث ثقوب موجبة في التشابكالبلوري. وتسمى بلورة الجرمانيوم التي تحتوي على شوائب من الألومنيوم بلورة منالنوع الموجب وذلك لأن التوصيل الكهربي يتم فيها عن طريق الثقوب الموجبة. تكونالبلورة من النوع الموجب متعادلة كهربياً لأن الشحنات الموجبة للفجوات تساويالشحنات السالبة لذرات المادة المتقبلة (الألومنيوم) .
******************************