فيديو السؤال: تحديد ما إذا كان يمكن صنع دايود شبه موصل من السليكون النقي الفيزياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

هل يمكن صنع دايود شبه موصل من السليكون النقي؟

السؤال المطروح هو: إذا كان لدينا قطعة من السليكون النقي، فهل يمكن أن تكون قطعة السليكون هذه دايودًا شبه موصل؟ الدايود عنصر في الدائرة الكهربية يسمح بسريان الشحنة في اتجاه معين، بينما يمنع سريانها في الاتجاه الآخر. يساعدنا رمز الدايود في الدائرة على ملاحظة ذلك. فالدايود يسمح بسريان الشحنة عبره في هذا الاتجاه، بينما يمنع الشحنة التي قد تسري في الاتجاه المعاكس.

يمكننا معرفة ما إذا كان السليكون النقي يمكن أن يكون دايودًا من خلال توصيل كلا طرفيه بطرفي بطارية موجهة إلى اتجاه معين. وبما أن الطرف الموجب للبطارية يقع على اليمين والطرف السالب على اليسار، فإننا نعلم أن التيار الاصطلاحي سيتحرك عكس اتجاه دوران عقارب الساعة في هذه الدائرة. هذا يعني أن سريان الإلكترونات الفعلي سيكون في الاتجاه المعاكس، أي في اتجاه دوران عقارب الساعة. ونعلم أن السليكون النقي شبه موصل. فهو ليس موصلًا جيدًا ولا عازلًا جيدًا للكهرباء. هذا يعني أنه فيما يخص قطعة من السليكون النقي في درجة حرارة الغرفة، سيكون هناك سريان لبعض الشحنات عبر هذه المادة.

ستتمكن الإلكترونات من التحرك، بدرجة محدودة، من اليسار إلى اليمين عبر السليكون وإكمال الدائرة الكهربية. وبما أن هناك سريانًا لبعض الشحنات عبر الدائرة، يمكننا القول إن هذا هو اتجاه التيار المسموح به. ولكن دعونا نر ما سيحدث إذا عكسنا قطبية البطارية بحيث ينعكس الطرفان الموجب والسالب. بتوجيه البطارية إلى هذا الاتجاه، نتوقع أن تسري الإلكترونات، وهي الشحنة السالبة، عكس اتجاه دوران عقارب الساعة. ومرة أخرى، عندما تصل الإلكترونات إلى عينة السليكون، فسيمكنها المرور عبر هذه المادة بأعداد محدودة. وفي حالة عينة من السليكون النقي، ستسري الشحنة عبر هذه العينة في أي اتجاه بالقدر نفسه. ومن ثم، يمكننا القول إن الإلكترونات قد تسري من اليسار إلى اليمين مثلما تسري من اليمين إلى اليسار عبر السليكون.

ومثلما حدث سابقًا، يمكن لبعض الشحنات أن تسري عبر عينة السليكون، وهذا يوضح لنا حقيقة مهمة. وهي أن التيار المار عبر عينة من السليكون لا يعتمد على اتجاه البطارية أو قطبيتها. هذا يعني أنه لا يعتمد على اتجاه سريان الإلكترونات عبر السليكون. ومن ثم، فإن هذه العينة لا تؤدي وظيفة الدايود الذي يسمح بمرور التيار في اتجاه معين ويمنعه في الاتجاه الآخر. إذن، الإجابة هي لا، لا يمكن صنع دايود شبه موصل من السليكون النقي.