فيديو السؤال: تحديد المنطقة ‪p‬‏ ذات التوصيل العكسي في الترانزستور الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

وصل ترانزستور من النوع ‪PNP‬‏ بمصدر تيار مستمر، كما هو موضح في الشكل. أي منطقة من منطقتي ‪p‬‏ المتطابقتين في الترانزستور موصلة عكسيًّا؟ ‏‪P‬‏ واحد، ‪P‬‏ اثنان، كلتا المنطقتين موصلتان عكسيًّا.

يوضح الشكل ترانزستورًا من النوع ‪PNP‬‏ به منطقتا شبه موصل من النوع ‪p‬‏، تسمى كل منهما ‪P‬‏ واحد و‪P‬‏ اثنين، تتوسطهما منطقة شبه موصل من النوع ‪n‬‏ تسمى ‪N‬‏. نحن نعلم من السؤال أن منطقتي ‪p‬‏ متطابقتان، ما يعني أنه لا داعي للقلق بشأن اختلاف المادتين عند الإجابة عن هذا السؤال. ويطلب منا السؤال تحديد أي من منطقتي ‪p‬‏ هاتين موصلة عكسيًّا.

التوصيل العكسي، ونظيره التوصيل الأمامي، هما الوصفان اللذان نستخدمهما عادة في الوصلة الثنائية. نلاحظ أن الترانزستور يتكون من وصلتين ثنائيتين، إحداهما تتضمن ‪P‬‏ واحد على اليسار و‪N‬‏ على اليمين، والأخرى تتضمن ‪N‬‏ على اليسار و‪P‬‏ اثنين على اليمين. إذن، علينا أن نفهم ما يعنيه أن تكون وصلة ثنائية موصلة أماميًّا أو عكسيًّا.

يتحدد التوصيل الأمامي والعكسي لوصلة ثنائية من خلال اتجاه الوصلة بالنسبة إلى مصدر طاقة خارجي. عند توصيل شبه الموصل من النوع ‪p‬‏ بالطرف الموجب لمصدر الطاقة، وتوصيل شبه الموصل من النوع ‪n‬‏ بالطرف السالب لمصدر الطاقة، نقول إن الوصلة موصلة أماميًّا، لأن الشحنة يمكنها أن تتدفق بحرية عبر الوصلة؛ أي إنها موصلة للكهرباء. ومن ناحية أخرى، عند توصيل شبه الموصل من النوع ‪p‬‏ بالطرف السالب لمصدر الطاقة، وتوصيل شبه الموصل من النوع ‪n‬‏ بالطرف الموجب لمصدر الطاقة، تصبح الوصلة عازلة للكهرباء. هذا يعني أنه لا يمكن لأي شحنة أن تتدفق عبر الوصلة، ومن ثم نطلق عليه «التوصيل العكسي»؛ لأن هذا السلوك معاكس للتوصيل الأمامي.

بالنظر إلى الشكل مرة أخرى، وملاحظة أن الطرف الموجب لمصدر الطاقة موجود على اليسار والطرف السالب موجود على اليمين، نلاحظ أن ‪P‬‏ واحد متصل بالطرف الموجب لمصدر الطاقة، لذا فلا بد أنه موصل أماميًّا. ومن ناحية أخرى، نلاحظ أن ‪P‬‏ اثنين متصل بالطرف السالب لمصدر الطاقة. وبالعودة إلى التعريفين، نجد أن ‪P‬‏ اثنين موصل عكسيًّا. إذن، من بين المنطقتين ‪p‬‏ واحد الموصلة أماميًّا، و‪P‬‏ اثنين الموصلة عكسيًّا، نجد أن ‪P‬‏ اثنين فقط هي المنطقة ‪p‬‏ الموصلة عكسيًّا في هذا الترانزستور.