انصاف النواقل - الصمامات ذات المهبط المسخن .. الإلكترونيات
انصاف النواقل
من المعروف ان الكترونات الذرة تتحرك حول النواة في مدارات محددة تعرف باسم مستويات الطاقة . أما الالكترونات الحرة فانها تستطيع الانتقال من ذرة الى اخرى ، مؤلفة بذلك التيار الكهربائي وتتوقف خصائص عنصر ما على عدد الالكترونات في مداره الخارجي . فذرة الجرمانيوم مثلا تحتوي على ٣٢ الكترونا منها اربعة الكترونات في مستوى طاقتها الخارجي . ولما كانت الكترونات الجرمانيوم النقي شديدة التماسك بذرتها فان الجرمانيوم النقي يعتبر موصلا رديئا للكهرباء . ومن الممكن زيادة درجة التوصيل فيه بتطعيمه بنسبة ضئيلة من الشوائب ، مثل الانديوم ، الذي تحتوي ذرته على ٤٩ الكترونا ، ثلاثة منها في الطبقة الخارجية ، أي اقل مما تحويه ذرة الجرمانيوم بواحد .
وبتطعيم بلورة الجرمانيوم بنسبة ضئيلة من الانديوم فان ذرة الانديوم تشترك مع ثلاث ذرات من الجرمانيوم ، ويبقى الكترون واحد يستطيع التحرك بسهولة تاركا ذرة الجرمانيوم وكأنها تفتقد هذا الالكترون . وهذا ما يسمى بالثقب الموجب الذي يتقبل الكترونا من ذرة اخرى من ذرات الجرمانيوم ( ۹۷ ) . أما الانتيمون فذرته تحتوي على ٥١ الكترونا ، خمسة منها في طبقته الخارجية وعند تطعيم بلورة الجرمانيوم بنسبة ضئيلة من ذرات الانتيمون فان ذرة الانتيمون تشارك باربعة الكترونات فقط لترتبط مع اربع ذرات من الجرمانيوم ، ويصبح الالكترون الخامس بمثابة الكترون فائض ، فيسهل انتقاله داخل البلورة من موضع لاخر ويمكن تلخيص ما سبق في ان البلورة التي بها نقص في الالكترونات تتميز بشحنة موجبة ، ويطلق عليها اسم الصنف - م ( موجب ) . اما زيادة عدد الالكترونات فيها فانه يشكل شحنة سالبة ، وفي هذه الحالة يطلق عليها اسم الصنف - س ( سالب ) . وفي كلا الحالتين ينتج عن حركة الالكترونات أو الثقوب تيار كهربائي .
يسمح الثنائي للتيار بالمرور بسرعة بالاتجاه الامامي حيث يوجد عدد كبير من الثقوب الموجبة المتحركة نحو المنطقة س وعدد كبير أيضا من الالكترونات المتوجهة نحو المنطقة - م ( ۹۹ ) . ويمثل ذلك تيارا كبير يقوم بعبور الوصلة . وتصنع الثنائيات نصف الناقلة بشكل يجعلها ملائمة لقيم الفلطية والتيار والتردد المستعملة ( ۱۰۰ ) . أما الثنائي ذو التلامس النقطي فانه يصنع للسماح بمرور التيارات الصغيرة ، الا انه يستطيع العمل على ترددات عالية جدا .
۹۷ - الجرمانيوم وحاملات الشحنة الموجبة والسالبة فيه .
٩٨ - الوصلة الثنائية م س .
۹۹ - الجهد الامامي والعكسي في الوصلة الثنائية .
دارات المستقبلات والمضخمات تحتاج الى منبع للتيار المستمر .
تستخدم مقومات الجرمانيوم في تقويم التيار المتردد ، الا انه لوحظ ان ارتفاع درجة حرارة المقوم الى ٧٥ م يؤدي الى تلفه ، بينما يستطيع مقوم السيليكون تحمل درجة حرارة ٢٠٠ م . لذلك يفضل استخدام المقوم السيليكوني عند درجات الحرارة المرتفعة . كما ان هذه المقومات تتحمل مرور تيارات عالية الشدة تصل الى عدة امبيرات .
١٠٠ - بعض انواع الثنائيات نصف الناقلة .
وتستخدم الثنائيات نصف الناقلة في تقويم دارات تغذية القدرة بشكل واسع . وتمتاز بصغر حجمها وقلة مقاومتها في التوصيل الامامي وقدرتها على تحمل الفلطيات والتيارات العالية ، وعدم حاجتها لتغذية منفصلة للتسخين . والمعروف أن معظم الدارات الالكترونية بما في ذلك دارات المستقبلات والمضخمات تحتاج الى منبع للتيار المستمر .
لذلك يتم توصيل تغذية التيار المتناوب بالملفات الابدائية نا لاحد محولات القدرة ( ۱۰۱ ) ، الامر الذي يعزل كافة الاجهزة عن جميع الوصلات الفعلية مع منبع التغذية . بعد ذلك يمكن زيادة الفلطيات او تخفيض قيمتها بواسطة اختيار نسبة ملائمة لعدد اللفات . ويسمح الثنائي بمرور التيار في اتجاه واحد فقط . ولذلك فانه يقوم بشحن احد المكثفات الخازنة للشحنة ومن الممكن ايضا استخدام الوصلة الثنائية لتقويم الموجة الكاملة كما في دارات التقويم الصمامية للاستفادة من الموجة الكاملة للتيار المتردد ويؤدي تشغيل الوصلات الثنائية بالقيمة القصوى لتيار التشغيل الى رفع درجة حرارتها التي يتم تصريفها بواسطة ملامستها لالواح مسطحة تعمل على اشعاع الحرارة الناتجة . ومن الممكن توصيل المقومات الثنائية على التوالي او التوازي معا حتى نحصل منها على الجهود والتيارات بالقيم المناسبة لظروف التشغيل ، كما يمكن جمعها معا في مجموعات خاصة ( ١٠٢ ) .
١٠١ - مقوم قدرة يحول التيار المتردد الى تيار مستمر .
١٠٢ - تكديس المقومات وتبريدها .
انصاف النواقل
من المعروف ان الكترونات الذرة تتحرك حول النواة في مدارات محددة تعرف باسم مستويات الطاقة . أما الالكترونات الحرة فانها تستطيع الانتقال من ذرة الى اخرى ، مؤلفة بذلك التيار الكهربائي وتتوقف خصائص عنصر ما على عدد الالكترونات في مداره الخارجي . فذرة الجرمانيوم مثلا تحتوي على ٣٢ الكترونا منها اربعة الكترونات في مستوى طاقتها الخارجي . ولما كانت الكترونات الجرمانيوم النقي شديدة التماسك بذرتها فان الجرمانيوم النقي يعتبر موصلا رديئا للكهرباء . ومن الممكن زيادة درجة التوصيل فيه بتطعيمه بنسبة ضئيلة من الشوائب ، مثل الانديوم ، الذي تحتوي ذرته على ٤٩ الكترونا ، ثلاثة منها في الطبقة الخارجية ، أي اقل مما تحويه ذرة الجرمانيوم بواحد .
وبتطعيم بلورة الجرمانيوم بنسبة ضئيلة من الانديوم فان ذرة الانديوم تشترك مع ثلاث ذرات من الجرمانيوم ، ويبقى الكترون واحد يستطيع التحرك بسهولة تاركا ذرة الجرمانيوم وكأنها تفتقد هذا الالكترون . وهذا ما يسمى بالثقب الموجب الذي يتقبل الكترونا من ذرة اخرى من ذرات الجرمانيوم ( ۹۷ ) . أما الانتيمون فذرته تحتوي على ٥١ الكترونا ، خمسة منها في طبقته الخارجية وعند تطعيم بلورة الجرمانيوم بنسبة ضئيلة من ذرات الانتيمون فان ذرة الانتيمون تشارك باربعة الكترونات فقط لترتبط مع اربع ذرات من الجرمانيوم ، ويصبح الالكترون الخامس بمثابة الكترون فائض ، فيسهل انتقاله داخل البلورة من موضع لاخر ويمكن تلخيص ما سبق في ان البلورة التي بها نقص في الالكترونات تتميز بشحنة موجبة ، ويطلق عليها اسم الصنف - م ( موجب ) . اما زيادة عدد الالكترونات فيها فانه يشكل شحنة سالبة ، وفي هذه الحالة يطلق عليها اسم الصنف - س ( سالب ) . وفي كلا الحالتين ينتج عن حركة الالكترونات أو الثقوب تيار كهربائي .
يسمح الثنائي للتيار بالمرور بسرعة بالاتجاه الامامي حيث يوجد عدد كبير من الثقوب الموجبة المتحركة نحو المنطقة س وعدد كبير أيضا من الالكترونات المتوجهة نحو المنطقة - م ( ۹۹ ) . ويمثل ذلك تيارا كبير يقوم بعبور الوصلة . وتصنع الثنائيات نصف الناقلة بشكل يجعلها ملائمة لقيم الفلطية والتيار والتردد المستعملة ( ۱۰۰ ) . أما الثنائي ذو التلامس النقطي فانه يصنع للسماح بمرور التيارات الصغيرة ، الا انه يستطيع العمل على ترددات عالية جدا .
۹۷ - الجرمانيوم وحاملات الشحنة الموجبة والسالبة فيه .
٩٨ - الوصلة الثنائية م س .
۹۹ - الجهد الامامي والعكسي في الوصلة الثنائية .
دارات المستقبلات والمضخمات تحتاج الى منبع للتيار المستمر .
تستخدم مقومات الجرمانيوم في تقويم التيار المتردد ، الا انه لوحظ ان ارتفاع درجة حرارة المقوم الى ٧٥ م يؤدي الى تلفه ، بينما يستطيع مقوم السيليكون تحمل درجة حرارة ٢٠٠ م . لذلك يفضل استخدام المقوم السيليكوني عند درجات الحرارة المرتفعة . كما ان هذه المقومات تتحمل مرور تيارات عالية الشدة تصل الى عدة امبيرات .
١٠٠ - بعض انواع الثنائيات نصف الناقلة .
وتستخدم الثنائيات نصف الناقلة في تقويم دارات تغذية القدرة بشكل واسع . وتمتاز بصغر حجمها وقلة مقاومتها في التوصيل الامامي وقدرتها على تحمل الفلطيات والتيارات العالية ، وعدم حاجتها لتغذية منفصلة للتسخين . والمعروف أن معظم الدارات الالكترونية بما في ذلك دارات المستقبلات والمضخمات تحتاج الى منبع للتيار المستمر .
لذلك يتم توصيل تغذية التيار المتناوب بالملفات الابدائية نا لاحد محولات القدرة ( ۱۰۱ ) ، الامر الذي يعزل كافة الاجهزة عن جميع الوصلات الفعلية مع منبع التغذية . بعد ذلك يمكن زيادة الفلطيات او تخفيض قيمتها بواسطة اختيار نسبة ملائمة لعدد اللفات . ويسمح الثنائي بمرور التيار في اتجاه واحد فقط . ولذلك فانه يقوم بشحن احد المكثفات الخازنة للشحنة ومن الممكن ايضا استخدام الوصلة الثنائية لتقويم الموجة الكاملة كما في دارات التقويم الصمامية للاستفادة من الموجة الكاملة للتيار المتردد ويؤدي تشغيل الوصلات الثنائية بالقيمة القصوى لتيار التشغيل الى رفع درجة حرارتها التي يتم تصريفها بواسطة ملامستها لالواح مسطحة تعمل على اشعاع الحرارة الناتجة . ومن الممكن توصيل المقومات الثنائية على التوالي او التوازي معا حتى نحصل منها على الجهود والتيارات بالقيم المناسبة لظروف التشغيل ، كما يمكن جمعها معا في مجموعات خاصة ( ١٠٢ ) .
١٠١ - مقوم قدرة يحول التيار المتردد الى تيار مستمر .
١٠٢ - تكديس المقومات وتبريدها .
تعليق