نسخة الفيديو النصية
يتولد مجال كهربي في منطقة النضوب لوصلة ثنائية نتيجة الاختلاف في تركيز الأيونات المانحة والمستقبلة على جانبي منطقة النضوب. ينتج المجال الكهربي تيارًا يسمى تيار الانسياب. هل التيار الكلي الناتج بواسطة المجال الكهربي في منطقة النضوب في نفس اتجاه تيار الانتشار، أم في الاتجاه المعاكس؟
يطلب منا السؤال المقارنة بين اتجاهي تيار الانتشار وتيار الانسياب. قبل البدء، دعونا نسترجع بعض الحقائق المهمة عن جانبي الوصلة الثنائية. بداية: يحتوي الجانب p من منطقة النضوب على تركيز أعلى نسبيًّا من الأيونات السالبة الشحنة. ويحتوي الجانب n من هذه المنطقة على تركيز أعلى من الأيونات الموجبة الشحنة. توجد هذه الأيونات؛ لأنه، في منطقة النضوب، تلتئم حاملات الشحنة المتحركة معًا، وهو ما ينتج عنه هذه الذرات المشحونة. الحقيقة الثانية التي يجب تذكرها أن الجانب p بشكل عام يحتوي على تركيز أعلى من الفجوات، في حين يحتوي الجانب n بشكل عام على تركيز أعلى من الإلكترونات الحرة.
بعد ذلك: دعونا نسترجع المقصود بتيار الانتشار. في هذا الشكل، نرى وصلة ثنائية، ونعلم أن النقاط الزرقاء تمثل الإلكترونات الحرة والنقاط الحمراء تمثل الفجوات. وتعد الإلكترونات الحرة السالبة الشحنة، والفجوات ذات الشحنة الموجبة الفعالة حاملات شحنة متحركة. يميل نوعا حاملات الشحنة المتحركة إلى الانتقال من المناطق ذات التركيز الأعلى من الشحنات التي تحمل الإشارة نفسها إلى المناطق ذات التركيز الأقل من الشحنات التي تحمل الإشارة نفسها. وتسمى هذه الحركة بالانتشار. ونظرًا لأن الذي ينتشر في الوصلة الثنائية حاملات شحنة، يتولد ما يعرف بتيار الانتشار في الوصلة.
دعونا نبدأ بالإلكترونات الحرة؛ أي النقاط الزرقاء، ونفكر في كيفية انتشارها عبر الوصلة. يكون تركيز الإلكترونات الحرة مرتفعًا في الجانب n ومنخفضًا في الجانب p. من ثم، تميل الإلكترونات الحرة إلى الانتشار إلى اليمين، من تركيز أعلى إلى تركيز أقل. ننظر إلى هذه الحركة على أنها تيار؛ أي انتقال شحنة كهربية، ونتذكر أن التيار الكهربي الاصطلاحي يعرف بأنه حركة الشحنة الموجبة. وهذا يعني أن التيار الاصطلاحي للإلكترونات الحرة في حالة الانتشار؛ أي تدفق الشحنات الموجبة، يتجه إلى اليسار نحو المنطقة n. هذا اتجاه تيار الانتشار الناتج عن الإلكترونات الحرة.
أما الفجوات الموجبة الشحنة، فلها تركيز أعلى على اليمين في المنطقة p وتركيز أقل في المنطقة n. من ثم، تنتشر الفجوات باتجاه اليسار. وبما أن حاملات الشحنة هذه موجبة، فهذا يشير إلى وجود تيار انتشار في اتجاه اليسار. يتجه تيار الانتشار الناتج عن نوعي حاملات الشحنة المتحركة إلى اليسار. وهذا يعني أن التدفق الكلي لتيار الانتشار سيكون أيضًا باتجاه اليسار. إذن، للإجابة عن هذا السؤال، نقول إن تيار الانتشار الكلي في الوصلة يكون باتجاه الجانب n.
تلتئم حاملات الشحنة ذات الإشارة المتعاكسة، التي ينتشر بعضها نحو بعض حيث يلتقي الجانبان p وn، وهو ما يؤدي إلى أن يعادل بعضها شحنة بعض. لعلك تتذكر أن الجانب p من منطقة النضوب يحتوي على تركيز أعلى من الأيونات السالبة الشحنة، في حين يحتوي الجانب n على تركيز أعلى من الأيونات الموجبة الشحنة. ومع تعادل شحنات الإلكترونات الحرة والفجوات، تولد شحنات الأيونات الموجبة والسالبة مجالًا كهربيًّا. ينتج عن المجال الكهربي فرق جهد يؤثر في اتجاه الجانب p. وينتج عن فرق الجهد تيار يسمى تيار الانسياب في اتجاه هذا المجال الكهربي. نلاحظ أن اتجاه تيار الانسياب يكون معاكسًا لاتجاه تيار الانتشار.
إذن، للإجابة عن هذا السؤال، نقول إن التيار الناتج عن المجال الكهربي في منطقة النضوب يكون في الاتجاه المعاكس لاتجاه تيار الانتشار.
