تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو السؤال: تحديد منطقة نضوب الوصلة الثنائية المناظرة لحالة اللاتوصيل الفيزياء

توضح الأشكال الآتية وصلة ثنائية. توضح الجوانب المشحونة من منطقة النضوب للوصلة الثنائية باللونين الأحمر والأزرق. توضح الوصلة في حالة التوصيل الأمامي، والتوصيل العكسي، وحالة اللاتوصيل. أي التوصيلات الموضحة تمثل بصورة صحيحة حالة اللاتوصيل؟ (أ) الخيار أ (ب) الخيار ب (ج) الخيار ج.

٠٣:٤٨

‏نسخة الفيديو النصية

توضح الأشكال الآتية وصلة ثنائية. توضح الجوانب المشحونة من منطقة النضوب للوصلة الثنائية باللونين الأحمر والأزرق. توضح الوصلة في حالة التوصيل الأمامي، والتوصيل العكسي، وحالة اللاتوصيل. أي التوصيلات الموضحة تمثل بصورة صحيحة حالة اللاتوصيل؟

في الخيار (أ)، الجانبان باللون الأحمر واللون الأزرق من منطقة النضوب يمكن القول إنهما جانبان متوسطان في المساحة. في الخيار (ب)، نجد أن مساحة هذين الجانبين أكبر. وفي الخيار (ج)، نجد أنهما قد اختفيا تمامًا. ولا توجد منطقة نضوب. نريد أن نعرف أي من الخيارات الثلاثة هذه يمثل حالة اللاتوصيل في الوصلة الثنائية. دعونا نبدأ بالتفكير فيما يحدث عند توصيل مادة شبه موصلة من النوع ‪p‬‏ مع مادة شبه موصلة من النوع ‪n‬‏. الخط الذي تلتقي عنده هاتان المادتان يسمى وصلة. وتسمى المنطقة المحيطة بهذه الوصلة منطقة النضوب. وترجع هذه التسمية إلى أن حاملات الشحنة المتحركة، سواء كانت فجوات أو إلكترونات، لا تبقى في هذه المنطقة.

بالنظر إلى الخيارات، دعونا نتخيل أن هذه المنطقة الحمراء من منطقة النضوب تمثل هذا الجانب السالب الشحنة من تلك المنطقة. دعونا نتخيل أيضًا أن الجزء الأزرق من هذه المنطقة يشير إلى الجزء الموجب الشحنة من منطقة النضوب. مع وجود الدايود شبه الموصل كما هو الآن، نقول إنه في حالة اللاتوصيل. وهو ما يعني أننا لا نطبق أي جهد خارجي على الدايود. إذن، في حالة اللاتوصيل، نتوقع أن يكون لمنطقة النضوب مساحة معينة. يمكننا أن نغير مساحة هذه المنطقة من خلال تطبيق ما يسمى بالتوصيل الأمامي والتوصيل العكسي.

لإعداد التوصيل الأمامي، يمكننا توصيل أي من طرفي الدايود ببطارية موجهة بهذه الطريقة. اصطلاحيًّا، تتدفق الشحنة الموجبة من الطرف الموجب للبطارية؛ أي في اتجاه عقارب الساعة في هذه الحالة، وتتدفق الشحنة السالبة من الطرف السالب؛ أي عكس اتجاه عقارب الساعة في هذه الحالة. تتنافر الشحنات الموجبة القادمة من التيار هنا مع الشحنات الموجبة المتحركة في جانب النوع ‪p‬‏ من الدايود. وهذا يدفع هذه الشحنات الموجبة إلى اليمين نحو منطقة النضوب. يحدث الأمر نفسه مع الشحنات السالبة القادمة هنا في الجانب الأيمن من الدائرة الكهربية. حيث تتنافر مع الإلكترونات الحرة الموجودة في جانب النوع ‪n‬‏ من الوصلة، وتدفع الإلكترونات الحرة نحو منطقة النضوب.

ونتيجة لكل هذا تقل مساحة منطقة النضوب. في الواقع، إذا كان الجهد الذي توفره البطارية كبيرًا بما يكفي، يمكن أن تختفي منطقة النضوب تمامًا. وهذا ما نلاحظه في الخيار (ج). كما رأينا، هذا نتيجة لما يسمى بالتوصيل الأمامي.

بالعودة إلى الدائرة الكهربية، دعونا نفترض أننا فتحنا مفتاحًا بحيث تصبح قيمة شدة التيار في الدائرة صفرًا. في هذه الحالة، يكون الدايود شبه الموصل في حالة اللاتوصيل مرة أخرى وتعود منطقة النضوب كما كانت. دعونا نتخيل الآن أننا عكسنا اتجاه البطارية بحيث يصبح الطرف الموجب على اليمين. إذا أغلقنا المفتاح في الدائرة، فستتحرك الشحنة الموجبة عكس اتجاه عقارب الساعة، وتتحرك الشحنة السالبة في اتجاه عقارب الساعة.

في ظل هذه الظروف، ستجذب الشحنات الموجبة القادمة في الجانب الأيمن من الدائرة الإلكترونات الحرة نحوها بالطريقة نفسها التي تجذب بها الشحنات السالبة القادمة في الجانب الأيسر الفجوات المتحركة الموجبة الشحنة. ومع سحب حاملات الشحنة المتحركة بعيدًا عن الوصلة الموجودة بين المادتين من النوع ‪p‬‏ والنوع ‪n‬‏، ستتسع منطقة النضوب. وهذا ما نلاحظه في الخيار (ب).

إليك ملاحظة جانبية، عندما يكون الدايود موصلًا عكسيًّا بشدة، يكاد يكون من المستحيل أن تتحرك الشحنات المتحركة عبر منطقة النضوب الكبيرة جدًّا هذه. وتصبح قيمة شدة التيار عبر الدايود صفرًا. على الجانب الآخر، يتيح الدايود الموصل أماميًّا، الذي قد لا توجد به منطقة نضوب، حركة الشحنة المتحركة عبر الدايود بسهولة أكبر.

على أي حال، رأينا الآن كيف يبدو التوصيل الأمامي والعكسي من حيث منطقة النضوب في الدايود، ونعلم أن الدايود في حالة اللاتوصيل له منطقة نضوب مساحتها تقع بين حالتي التوصيل الأمامي والعكسي. ومن ثم، نختار الخيار (أ) باعتباره التوصيل الذي يمثل بصورة صحيحة حالة اللاتوصيل.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.