يمكن تمييز الموصلات وأشباه الموصلات عن بعضها البعض اعتمادًا على أرضية الموصلية وخصائص أخرى. الموصلات مثل المعادن ، على سبيل المثال النحاس والألومنيوم ، يظهران الموصلية في درجة حرارة الغرفة العادية. ولكن إذا ارتفعت درجة الحرارة ، فإنها تميل إلى فقد قدرتها على التوصيل. ومع ذلك ، تميل أشباه الموصلات إلى العمل كعوازل في درجات الحرارة المنخفضة ، بينما تعمل كموصلات عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة.
موصل مقابل أشباه الموصلات
الفرق بين الموصل وأشباه الموصلات هو أن هناك مستويات مختلفة من قدرة التوصيل. لكل من الموصل وأشباه الموصلات مجموعة واسعة من الاستخدامات المتنوعة ، والتي يستخدمها الإنسان في حياتهم اليومية. على الرغم من وجود القليل من أوجه التشابه فيما بينها ، إلا أنها تختلف كثيرًا عن بعضها البعض.
تسمح الموصلات للطاقة بالتدفق بسهولة من خلالها. سواء كان ذلك على شكل حرارة أو كهرباء أو حتى صوت. في الفيزياء ، الموصلات هي كائن أو نوع من المواد التي تسمح بالتدفق في اتجاه معين أو أكثر. في الغالب ، تعد المعادن موصلات جيدة جدًا ، باستثناء استثنائية مثل الذهب والزئبق وما إلى ذلك.
مادة شبه موصلة لها مستوى الكهرباء الموصلة ، والتي تقع قيمتها بين قيمة الموصلات مثل الألمنيوم والنحاس والعوازل مثل المطاط والزجاج. في حالة أشباه الموصلات ، كلما زادت درجة الحرارة ، قلت المقاومة ، وهو عكس الموصلات. أمثلة قليلة على أشباه الموصلات هي السيليكون وزرنيخيد الغاليوم والجرمانيوم.
جدول المقارنة بين موصل و أشباه الموصلات
| معلمات المقارنة | موصل | أشباه الموصلات |
| التوصيل | مرتفع جدا أو مرتفع | معتدل |
| المقاومة النوعية | قليل | معتدل |
| التوصيل | يستخدم العديد من الإلكترونات للتوصيل. | يستخدم عددًا أقل من الإلكترونات للتوصيل |
| تدفق التيار | وهو ناتج عن تدفق الإلكترونات الحرة. | يحدث بسبب وجود الإلكترونات الحرة والثقوب. |
| أمثلة | الذهب والفضة والألمنيوم والنحاس ، إلخ. | السيليكون وزرنيخيد الغاليوم والجرمانيوم. |
ما هو موصل?
الموصلات هي المواد التي لديها القدرة على نقل الطاقة في شكل حرارة أو كهرباء أو صوت. تحدث هذه العملية نتيجة تغيير الموصلات للإلكترونات لتتحول إلى ذرة واحدة إلى أخرى من خلال تطبيق درجة الزمالة للجهد.
في الموصلات ، يكون مستوى الموصلية عالية ، والمقاومة منخفضة. المواد التي تتكون من معادن هي أفضل موصل. ولكن هناك معادن مثل البوليمر والجرافيت الموصلين ، والتي تعمل أيضًا كموصل. تحتوي الموصلات على عدد كبير من الإلكترونات لنقلها ، كما أنها لا تحتوي على فجوة ممنوعة.
قيمة الطاقة للموصل عالية جدا ، 10-7mho / م. الموصل يتصرف مثل الموصل الفائق عندما يكون سلوكه صفر كلفن.
معظم الموصلات صلبة. ولكن هناك أيضًا معادن سائلة تعمل كموصلات ممتازة مثل المعادن. ومع ذلك ، فإن الغازات موصلة رديئة ، ولكن عندما تتأين ، فإنها تصبح موصلة جيدة. من أمثلة الموصلات الطبيعية الأرض والحيوانات وجسم الإنسان والمعادن.
هناك العديد من التطبيقات المفيدة للموصلات ، والتي نستخدمها يوميًا. على سبيل المثال ، يستخدم الحديد لتصنيع وإنتاج محركات المركبات لتوصيل الحرارة. من ناحية أخرى ، يستخدم الألمنيوم في الغالب في الأواني حيث يمتص الحرارة ويخزنها ، كما يستخدم أيضًا في تغليف الطعام. يستخدم الزئبق لقياس درجة حرارة الجسم ويستخدم في موازين الحرارة.
ما هي اشباه الموصلات؟
أشباه الموصلات هي مواد تقع قدرتها على التوصيل بين قدرة الموصلات والعوازل. لديهم مستوى معتدل من قدرة التوصيل التي يمكن أن تتغير بناءً على درجة الحرارة. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة ، يزداد مستوى الموصلية أيضًا ، وعندما تنخفض درجة الحرارة ، يمكن معالجة نفس المواد كعازل. ومع ذلك ، فهم موصلات سيئة للغاية في حالتها الطبيعية.
يمكن تغيير خصائص أشباه الموصلات عن طريق إدخال شوائب في الموصلات. يمكن أن تتراوح قيمة الطاقة لأشباه الموصلات بين 10-13mho / m إلى 10-7mho / m.
تحتوي أشباه الموصلات على مجموعة واسعة من الخصائص المفيدة. سلوك 0 كلفن لأشباه الموصلات سيحولها إلى عوازل.
على سبيل المثال ، تمرير التيار في اتجاه واحد ، وإظهار مقاومة متغيرة ، وأيضًا حساسية للضوء أو الحرارة. تستخدم أشباه الموصلات عددًا أقل من الإلكترونات للتوصيل مقارنة بالموصلات. يحدث التدفق أحادي الاتجاه للتيار بسبب وجود الإلكترونات الحرة والثقوب.
تستخدم أشباه الموصلات في تصنيع وإنتاج العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل الترانزستورات والدوائر المتكاملة والثنائيات. يتم استخدامها في أجهزة الطاقة ، وأجهزة الاستشعار البصرية ، وبواعث الضوء ، وكذلك لإنتاج الخلايا الشمسية بمساعدة أشباه الموصلات من النوع p و n. لديهم قدرة كبيرة على التعامل مع الجهد والتيار الكهربائي.
هذه الأجهزة فعالة من حيث التكلفة وصديقة للجيب وموثوقة وسهلة الاستخدام ، كما أنها فعالة في استهلاك الطاقة. أمثلة قليلة على مواد أشباه الموصلات هي السيليكون والقصدير والتيلوريوم والجرمانيوم وأكاسيد المعادن الأخرى.
الاختلافات الرئيسية بين الموصل وأشباه الموصلات
استنتاج
نحن البشر نستخدم الموصلات وكذلك أشباه الموصلات في حياتنا اليومية.
تشبه الموصلات التي يمكن العثور عليها في المواقف اليومية مقياس حرارة يستخدم الزئبق لقياس درجة حرارة الجسم. ثم تستخدم مقلاة الطهي المصنوعة من الحديد خصائص الموصلية الخاصة بها لنقل الحرارة من اللهب إلى الطعام.
ومع ذلك ، يتم استخدام أشباه الموصلات بطريقة أقل وضوحًا مقارنة بالموصلات. يتم استخدامها كترانزستورات من تقنية تكامل واسع النطاق (VLSI) إلى تلك الصغيرة المستخدمة في جميع الأدوات اللاسلكية التي نستخدمها تقريبًا. تُستخدم أشباه الموصلات أيضًا في تصنيع الخلايا الشمسية المكونة من أشباه الموصلات من النوع p و n.
