وصلة بي إن

وصلة بي إن

وصلة بي إن أو الوصلة الموجبة السالبة أو الوصلة الثنائية

1. تحويل قالب:إنكليزية: يتألف من رقاقتين من شبه موصل, الرقاقة الأولى n تكون خاصية بنيتها غنية باللإلكترون (سالبة) والرقاقة الثانية p تكون خاصية بنيتها غنية بالثقوب (موجبة).عند وصل الرقاقتين تتشكل (منطقة عزل) بين الرقاقتين فيتكون لدينا صمام ثنائي Diode. وتكتسب الوصلة أهميتها من أنها حجر الأساس في صنع الثنائي والخلايا الشمسية والمقحل زوجي الأقطاب والثنائي الضوئي والثنائي المشع والثنائي الليزري والثنائي التأثلي والمقداح والترياك والدياك والكثير.

المبدأ الأساسي

وصلة م س أو وصلة PN حيث N:negative و P:positive, هي عبارة عن شبه موصل سالب وشبه موصل موجب تم وصلهما ومن هنا أتى اسم وصلة م س. في الموصلات الكهربائية الإعتيادية (كسلك النحاس مثلا)، الإلكترون الذي يقبع في نطاق التوصيل هو المسؤول عن توصيل الكهرباء ولذلك يسمى حامل شحنة في حالة السلك النحاسي, في أشباه الموصلات هناك حاملان للكهرباء, الإلكترون الموجود في نطاق التوصيل وأيضا ما اصطلح على تسميته فجوة الإلكترون والتي تقبع في نطاق التكافؤ, فهناك حاملان للشحنة في أشباه الموصلات وليس واحد, بينما في العوازل الكهربائية, الفجوة الموجودة في نطاق التكافؤ هي حاملة الشحنة.

شبه الموصل السالب يملك إلكترونات حره يمكنها حمل الشحنة وشبه الموصل الموجب يملك فجوات حرة يمكنها بدورها حمل الشحنة كذلك, وعند وصلهما ببعض يتم تسخير كلا الحاملين لنقل الشحنة (الكهرباء). إضافة الفجوات والإلكترونات الحرة إلى شبه الموصل يتم بواسطة عملية تدعى التشويب. والتشويب باختصار يقوم بتحويل شبه الموصل الذاتي إلى شبه موصل دخيل, لإن شبه الموصل الذاتي وإن كان يملك عدد من الإلكترونات والفجوات الحرة إلا أنها أعدادها ليست كافية كما أنها تركيزها يعتمد بشكل رئيسي على درجة الحرارة والتي بدورها تحكم عملية التأين الحراري (بالإنجليزية: thermal ionization).

خصائص الوصلة

وصلة بي إن في حالة اتزان حراري وجهد صفري. تحت الوصلة رسم يبين كثافة الشحنة والمجال

يمكن دراسة خواص الوصلة عند حالة وجود وعدم وجود جهد خارجي على طرفيها:

1- بدون وضع أي قوة خارجية (كهرباء أو جهد) تنتقل بعض الإلكترونات الزائدة في المنطقة n إلى المنطقة ذات الفجوات p وتشكل منطقة متعادلة ([[منطقة النضوب]]) وتصبح هذه المنطقة عازلة. تسمى هذه العملية انتشار ناقلات الشحنات. بسبب سماكة هذه المنطقة العازلة (حوالي ميكرون) يصبح الجهد غير كاف للتغلب على منطقة النضوب فتتوقف عملية الانتشار. ولكن كلما ازدادت درجة الحرارة كلما ازدادت المنطقة العازلة وبالتالي ازدادالحقل الكهربائي. يكون جهد العتبة لهذه المنطقة حوالي 0.7 فولت في المواد المصنوعة من السيلكون وحوالي 0.3V في الجرمانيوم.

2- وضع قوة خارجية (جهد):

• الانحياز العكسي (حالة العزل) عندما نطبق جهد على الوصلة الثنائية بحيث يكون القطب الموجب متصل ب n والقطب السالب متصل ب p مما يؤدي إلى ذهاب جزء من إلكترونات الرقاقة n إلى القطب الموجب وبالتالي توسع منطقة العزل بين n و p إي منع مرور التيار الكهربائي ويتشكل جهد يسمى جهد الانتشار.

• الانحياز الأمامي (حالة النقل)عندما نطبق جهد على الوصلة pn بحيث يكون القطب السالب متصل ب n

والقطب الموجب متصل ب p مما يؤدي إلى قذف الإلكترونات بسرعة من الرقاقة n إلى الرقاقة P وبالتالي مرور التيار من p إلى n وزوال جهد الانتشار.

إنظر أيضا

• صمام ثنائي.
• وصلة ثلاثية

1. تحويل قالب:إنكليزية