الوصلة الثنائية P-N Junction
هي عبارة عن قطعة الكترونية تتكون من رقاقتين "بلورتين" تصنع من مادة شبه موصلة , البلورة الأولى "N" تكون بنيتها غنية باللإلكترونات (سالبة) والبلورة الثانية "P" تكون خاصية بنيتها غنية بالفجوات (موجبة). يتم تصنيعهما بعملية تسمى تشويب حيث نًدخل مادة مشوبة مناسبة في بنية شبه موصل مثل السيليكون ، فينتج "النوع إن" و "النوع بي" . عند وصل الرقاقتين تتشكل (منطقة عزل) بين الرقاقتين ليتكون لدينا صمام ثنائي Diode. |
| الوصلة الثنائية P-N Junction |
حركة الإلكترونات في الوصلة الثنائية P-N Junction
من أي البلورتين تنتقل الإلكترونا ت الحرة إلى البلورة الاخرى؟ .
لقد وجد انة من الممكن تكوين بلورة واحدة من مادة شبة موصلة تحتوي على منطقتين متجاورتين واحدة من النوع السالب والأخرى من النوع الموجب.وتسمى نقطة العبور أو نقطة الاتصال بين تلك المنطقتين المتجاورتين باسم الوصلة الثنائية ( P-N Junction).كماف الشكل والذي نرى من خلالة بان بعض الإلكترونات الموجودة في المنطقة السالبة تتحرك عبر الوصلة لتملأ بعض الفجوات في المنطقة الموجبة ,ونتيجة لذلك تتكون منطقة صغيرة على جانبي المنطقة الفاصلة سمكها تقريبا ( 2 ) ميكرون وتسمى منطقة الجهد الحاجز Potential Barrier كما في الشكل .
 |
| الجهد الحاجز في الوصلة الثنائية |
الجهد الحاجز في الوصلة الثنائية
كيف تنشأ منطقة الجهد الحاجز ؟
من المعلوم أن البلورتين الموجبة والسالبة متعادلتين كهربائيا قبل الالتحام , ونتيجة لالتحامهما يتم فقد بعض الألكترونات من البلورة السالبة , واكتساب البلورة الموجبة لتلك الألكترونات , فتصبح البلورة السالبة ذات جهد موجب والبلورة السالبة ذات جهد سالب , وينشأ نتيجة لذلك فرق جهد في المنطقة القريبة من التلامس يتزايد تدريجيا حتى يصل إلى حد معين - يكفي لمنع عبور المزيد من الإلكترونات من البلورة السالبة إلى البلورة الموجبة وهذا الفرق في الجهد يسمى الجهد الحاجز ( أوجهد الحاجز الداخلى ) Internal Potential Barrier وتكون قيمتة نين ( 0,1 - 1 فولت) وقيمتة عمليا بالنسبة للجرمانيوم تساوي 0,3 فولت وللسيليكون 0,7 فولت في درجة الحرارة الإعتيادية , ويتغير مقدار فرق الجهد هذا بتغير درجة الحرارة ونسبة الشوائب المضافة .ونتيجة لاختلاف اتجاة حركة الالكترونات عن اتجاة حركة الفجوات الموجبة , يمر تيار كهربائي في الوصلة الثنائية في هذة الحالة ولكنة تيار ضعيف .
مرور التيار الكهربائي عبر الوصلة الثنائية Flow of Electric Current Across P-N Junction
من الشكل المرسوم لاحظ التوصيل , حيث يتم توصيل الوصلة الثنائية بمصدر للتيار الكهربائي ( بطارية ) بحيث يتصل القطب السالب للبطارية بالبلورة السالبة والقطب الموجب للبطارية بالبلورة الموجبة . |
| مرور التيار الكهربائي عبر الوصلة الثنائية Flow of Electric Current Across P-N Junction |
وعلى أية حال فإن الوصلة الثنائية لا تسمح للتيار الكهربائي بالمرور خلالها إلا إذا أمكن التغلب على الجهد الحاجز لها .
وسنتعرف على طريقتين لدمج الوصلة الثنائية في الدوائرالكهربائية في مواضيع أخرى بإذن الله .