نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الآتي حاملات الشحنة المتحركة فقط في دايود شبه موصل. أي العبارات الآتية صواب؟ أ: يحتوي الجانب n للدايود على شحنة سالبة تساوي الشحنة السالبة في الجانب p للدايود. ب: يحتوي الجانب p للدايود على شحنة سالبة أكبر من الشحنة السالبة في الجانب n للدايود. ج: يحتوي الجانب n للدايود على شحنة سالبة أكبر من الشحنة السالبة في الجانب p للدايود. د: لا توجد معلومات كافية لتحديد الجانب الذي له أكبر شحنة سالبة.
يطلب منا السؤال المقارنة بين الشحنات السالبة في الجانب p من الدايود والجانب n من الدايود. يوضح الشكل العديد من الإلكترونات الحرة على الجانب n، والعديد من الفجوات على الجانب p. الإلكترونات الحرة سالبة الشحنة. أما الفجوات، فهي ليست مشحونة في الواقع؛ لأنها ليست جسيمات، بل مجرد مواضع شاغرة في غلاف الذرة يمكن أن يملأها الإلكترون فيرتبط بالذرة.
إذا أجبنا عن هذا السؤال بناء على ما هو موضح في الشكل فقط، فسيكون للجانب n شحنة سالبة أكبر من الجانب p. ولكن هذا غير صحيح؛ لأن الشكل لا يوضح جميع الجسيمات المشحونة الموجودة في الجانبين p وn. تنتج الإلكترونات الحرة في الجانب n من الدايود شبه الموصل بشكل أساسي عن طريق تطعيم المادة شبه الموصلة النقية في الجانب n بذرات مانحة. تصبح الذرات المانحة موجبة الشحنة عند إضافتها إلى شبه الموصل النقي؛ لأن إلكترونًا واحدًا من كل ذرة يصبح حرًّا. وبذلك تصبح الذرة المانحة أيونًا موجب الشحنة.
وفي الجانب p من الدايود شبه الموصل، تضاف ذرات مستقبلة من عنصر مختلف. هذه الذرات لها تأثير معاكس للذرات المانحة المضافة إلى الجانب n. ويرجع ذلك إلى أن إضافة ذرة مستقبلة إلى الجانب p تزيل إلكترونًا حرًّا من شبه الموصل النقي، وهو ما يؤدي إلى تكوين فجوة. عند تكوين فجوة، تصبح الذرة المستقبلة أيونًا سالب الشحنة. ومن ثم، نلاحظ أن معرفة الجانب الذي له أكبر شحنة سالبة في الدايود شبه الموصل تتطلب منا المقارنة بين تركيز الإلكترونات الحرة على الجانب n وتركيز الأيونات السالبة على الجانب p.
يعتمد تركيز الإلكترونات الحرة والأيونات السالبة على مستوى تطعيم كل جانب من جانبي الدايود. وليس بالضرورة أن يكون تركيز الشوائب واحدًا في الجانبين n وp. ومن ثم، ليست لدينا معلومات كافية للمقارنة بين تركيز الإلكترونات الحرة على الجانب n والأيونات السالبة على الجانب p. وهذا يعني أن بإمكاننا تحديد الإجابة الصحيحة، وهي الخيار د. لا توجد معلومات كافية لتحديد الجانب الذي له أكبر شحنة سالبة.
