الإلكترونيات الحديثة

أهداف الدرس
• أن يفرق الطالب بين الموصلات وأشباه الموصلات والعوازل.
• أن يشرح عمل الثنائي والترانزستور.
• أن يعدد تطبيقات الإلكترونيات الحديثة.

• أشباه الموصلات
  مواد مقاومتها النوعية بين الموصلات والعوازل، وأهمها السيليكون والجرمانيوم.
• وتقل مقاومتها برفع درجة الحرارة، وتزداد بوجود الشوائب.

التطعيم
إضافة شوائب بنسب دقيقة لتغيير التوصيلية:
• شبه موصل سالب النوعية n: يضاف عنصر خماسي التكافؤ مثل الفسفور، فتزيد الإلكترونات الحرة.
• شبه موصل موجب النوعية p: يضاف عنصر ثلاثي التكافؤ مثل البورون، فتزيد الفجوات.

• الثنائي
  وصلة من نوع p ونوع n.
• يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط:
  • انحياز أمامي: القطب الموجب لنوع p، فيمر التيار ويقل عرض منطقة النضوب.
  • انحياز عكسي: القطب الموجب لنوع n، فيمنع التيار تقريباً.
  يستخدم الثنائي في تقويم التيار المتردد إلى مستمر، وفي كواشف الضوء.

• الترانزستور
  يتكون من ثلاث طبقات، مثل npn أو pnp، وله ثلاثة أطراف: القاعدة والباعث والمجمع.
• ويعمل كمكبر للإشارة أو كمفتاح إلكتروني.
  تيار المجمع أكبر من تيار القاعدة بعدة مرات، ونسبة التكبير هي:
  β = Ic ÷ Ib

الدوائر المتكاملة
تجمع آلاف أو ملايين الترانزستورات على شريحة صغيرة، وهي أساس الحواسيب والهواتف والأجهزة الذكية، وتتميز بصغر الحجم وقلة استهلاك الطاقة وانخفاض التكلفة.

تطبيقات الإلكترونيات الحديثة
• الحواسيب والهواتف الذكية.
• أنظمة الاتصالات والأقمار الصناعية.
• الأجهزة الطبية مثل أجهزة الموجات فوق الصوتية وأجهزة رسم القلب.
• أنظمة التحكم الآلي والروبوتات.
• الخلايا الشمسية ومصادر الطاقة المتجددة.
• الإضاءة باستخدام ثنائيات باعث الضوء LED.

تقييم سريع
1- لماذا يمر التيار في الثنائي في اتجاه واحد؟
2- ما الفرق بين شبه الموصل n و p؟
3- اذكر وظيفتين للترانزستور.