عند تطعيم مادة شبه موصل نقى (سليكون أو جرمانيوم) في أحد جوانبها بشوائب ثلاثية التكافؤ (شبه موصل من النوع الموجب p type) والجانب الآخر بشوائب خماسية التكافؤ شبه موصل من النوع السالب n-type) نحصل على تركيب يسمى ثنائي الوصلة أو الدايود Diode) والذي يمثل مختصر لعبارة two electrode حيث Di بادئة تعني ثنائي والمقطع Mode هو مختصر electrode الذي يعني قطب) وتسمى منطقة التقاء شبه الموصل من النوع P وN بالوصلة (Junction).

الشكل (1) يمثل رمز ثنائي أشباه الموصلات، حيث تسمى الجهة p من الثنائي بالأنود (Anode) والجهة n تسمى بالكاثود (Cathode)، ويلاحظ ان الرمز يشبه سهم يؤشر من جهة p إلى جهة n أي باتجاه التيار الاصطلاحي والذي يكون عكس اتجاه حركة الالكترونات).

الشكل (1) رمز ثنائي أشباه الموصلات

ان عدد الإلكترونات الحرة الناتجة من عملية التطعيم في جهة N تكون أكبر بكثير من عدد الإلكترونات الحرة الناتجة من عمليات توليد زوج (الكترون فجوة) في جهة P كما هو موضح بالشكل (2)، ونتيجة لهذا الاختلاف في تركيز الإلكترونات الحرة تنتقل الإلكترونات الحرة من جهة N إلى جهة عبر الوصلة ان الإلكترون الذي يعبر الوصلة إلى منطقة P سيكون محاطاً بعدد كبير من الفجوات وبالتالي يكون زمن بقائه قصير جداً فسرعان ما يسقط في فجوة ويتحول إلى الكترون تكافؤ ، والذرة التي اقتنصته (ثلاثية التكافؤ) تتحول إلى أيون سالب بينما الذرة (خماسية التكافؤ) التي قدم منها في جهة (N) تتحول إلى أيون موجب.

في كل مرة ينتشر الكترون ما عبر الوصلة ينتج زوجاً من الأيونات على طرفي الوصلة) والتي تكون ثابتة في التركيب البلوري بسبب الربط التساهمي وهي بذلك لا تستطيع التحرك كما تفعل الإلكترونات الحرة أو الفجوات ان كل زوج متكون من أيون موجب وسالب يدعى ثنائي قطب (dipole) ووجود ثنائي قطب يعني ان الكترون واحد من الكترونات حزمة التوصيل وفجوة واحدة قد توقفا عن التحرك وبتزايد أعداد ثنائي القطب تُخلى المنطقة المتاخمة للوصلة من الشحنات المتحركة وتدعى تلك المنطقة الخالية من الشحنات المتحركة بطبقة الاستنزاف (Depletion Layer).

الشكل (2) يوضح وصلة pn لحظة التطعيم قبل الانتشار وكذلك الوصلة بعد الانتشار وتكوين طبقة الاستنزاف، للتبسيط لم تؤخذ حاملات الشحنة الأقلية في الجهتين الفجوات في جهة N والإلكترونات في الجهة ( بنظر الاعتبار وسوف يتم دراسة تأثيرها لاحقاً.

الشكل (2) مخطط لوصلة pn قبل وبعد الانتشار وتكوين طبقة الاستنزاف

مواضيع ذات صلة

زيادة الانتقائية للدوائر ذات الإخماد الخارجي : Increasing the selectivity of Externally Quenched Circuits

الآصرة التساهمية Covalent bond

الانبعاث الإلكتروني

وصلة pn في حالة الانحياز

مقوم نصف الموجة (Half-Wave Rectifier)

الموضوع معادلة ثنائي أشباه الموصلات

مضاعف فولتية نوع الموجة الكاملة Full-wave Voltage Doubler

ثنائي زنر كمقر للفولتية Zener diode Regulation

أجهزة فولتضوئية PHOTOVOLTAIC DEVICES

المقرات الخطية Linear Regulators

نظرة سريعة على الهيكل العام للمستقبل Common Receiver Architectures

تحديد التيار للمقرات ذات المكونات المنفصلة :Current limiting for discrete-component regulators