الفرق بين اشباه الموصلات النقية والغير نقية

الفرق بين أشباه الموصلات الداخلية والخارجية هو أن أشباه الموصلات الداخلية هي المواد النقية التي تشكل أشباه الموصلات، بينما تتكون أشباه الموصلات الخارجية من أشباه الموصلات غير النقية التي تم إضافة شوائب إليها .

نبذة عن أشباه الموصلات النقية

تتكون المواد الشبه موصلة الأساسية من مادة شبه موصلة نقية للغاية، وتعرف أيضا باسم الشبه موصلة النقية. إنها أساسا مواد شبه موصلة غير مشوبة بشوائب، وعند درجة حرارة الغرفة، تظهر موصلية المواد الشبه موصلة الداخلية التي تكاد لا تلاحظ تقريبا، ولا يوجد أي عنصر آخر موجود في هيكلها البلوري .

– يتكون أشباه الموصلات النقية من عناصر المجموعة الرابعة في الجدول الدوري. ومع ذلك، يتم استخدام السيليكون والجرمانيوم على نطاق واسع لأنهما يحتاجان فقط إلى طاقة قليلة لكسر الرابطة التساهمية. وعند زيادة درجة حرارة البلورة، تكتسب الإلكترونات الموجودة في الرابطة التساهمية طاقة حركية، وبعد كسر الرابطة التساهمية تصبح حرة، وبالتالي تتولد حركة الإلكترونات الحرة التي تولد التيار. وارتفاع درجة الحرارة يزيد عدد الإلكترونات الحرة للتوصيل بشكل محدود .

نبذة عن أشباه الموصلات الغير نقية

– أشباه الموصلات الغير نقية هي تلك التي تنتج بسبب إضافة شوائب إلى أشباه الموصلات النقي ، العملية التي يتم من خلالها توفير قدر معين من الشوائب إلى أشباه الموصلات النقية تعرف باسم المنشطات ، و لذلك ، يمكننا القول أن أشباه الموصلات الخالصة مخدر لتوليد أشباه الموصلات الخارجية ، و هذه هي موصلة للغاية في الطبيعة ، و مع ذلك ، على عكس أشباه الموصلات الداخلية ، فإن أشباه الموصلات الخارجية هي من نوعين من النوع p و من أشباه الموصلات من النوع n .

من الجدير بالذكر هنا أن تصنيف أشباه الموصلات الخارجية يعتمد على نوع العنصر المخدر لأشباه الموصلات النقية. وتتم تشكيل أشباه الموصلات من النوع p عن طريق إدخال عناصر المجموعة الثالثة أو شوائب ثلاثية التكافؤ في أشباه الموصلات النقية. وتعرف هذه الشوائب أيضا بالشوائب المقبولة، حيث تحتوي الشوائب التافهة على 3 إلكترونات فقط في غلاف التكافؤ .

– تتشكل أشباه الموصلات من النوع n بإضافة عناصر المجموعة V أو شوائب خماسية التكافؤ إلى أشباه الموصلات النقية ، و تسمى هذه الشوائب على أنها مانحة ، حيث أن الشوائب الخماسية تحتوي على 5 إلكترونات في غلاف التكافؤ ، و في هذه الحالة ، يتم ربط 4 إلكترونات من الفسفور تساهميًا مع ذرة السليكون المجاورة ، و لكن ، مع ذلك ، يبقى إلكترون حر في هذه الحالة .

– و بالتالي ، فإن حركة هذه الإلكترونات الحرة تولد التوصيل العالي ، أيضا ، عندما تزداد درجة الحرارة ، فإنه يتسبب في انهيار الرابطة التساهمية ، و بالتالي توليد المزيد من الإلكترونات الحرة ، و لذلك ، هذا هو السبب وراء امتلاك أشباه الموصلات الغير نقية من نوع n للإلكترونات باعتبارها حاملة الشحنة الأكثرية .

الاختلافات بين أشباه الموصلات النقية والغير نقية

العامل الذي يميز بين أشباه الموصلات الداخلية أو النقية والخارجية أو الغير نقية هو أن أشباه الموصلات الداخلية نقية، ولا يوجد تركيز للشوائب فيها، بينما تُعرف أشباه الموصلات الخارجية بأنها غير نقية، حيث يتم إدخال الشوائب عمدًا لتكوينها .

نظرًا لشكلها النقي، تمتلك أشباه الموصلات الداخلية موصلية منخفضة، في حين أن أشباه الموصلات الخارجية تظهر موصلية أفضل نسبيًا من أشباه الموصلات الداخلية .

يوجد تركيز متساوٍ تقريباً من الإلكترونات والثقوب في حالة أشباه الموصلات النقية، بالمقارنة مع حالة أشباه الموصلات غير النقية حيث يتوقف تركيز الإلكترونات والثقوب على نوع الموصل .

تعتمد الموصلية الموصلية الموصلية من أشباه الموصلات النقية حقا على تغير درجة الحرارة ، بينما تعتمد الموصلية من أشباه الموصلات غير النقية على درجة الحرارة وتركيز الشوائب .

تختلف أشباه الموصلات الداخلية عن أشباه الموصلات الخارجية في أن الأولى لا تحتوي على أي تصنيف إضافي، بينما تصنف الثانية كأشباه موصلات من النوع p و n .

يمكن استخدام السيليكون أو الجرمانيوم كأمثلة على الموصلات النقية، بينما تستخدم منشطات الزرنيخ أو الفوسفور كعناصر في الموصلات الخارجية مثل GaAs أو GaP .