أسئلة على الفصل الثامن · الإلكترونيات الحديثة

الإجابة الصحيحة: (ج) الفوسفور

الشرح: الفوسفور خماسي التكافؤ يمنح إلكترونًا حرًّا فيُعدّ ذرة مانحة تُنتج النوع n.

الإجابة الصحيحة: (د) كبيرًا والدايود يوصّل

الشرح: في الانحياز الأمامي يوصل القطب الموجب للبطارية بطرف p والسالب بطرف n، فيقل عرض منطقة الاستنزاف ويمر تيار كبير، أي أن الدايود يوصّل.

الإجابة الصحيحة: (أ) وصلة بين شريحة n وشريحة p

الشرح: الدايود وصلة بين شبه موصل من النوع p وشبه موصل من النوع n، وتُسمى المنطقة بينهما منطقة الوصلة (p-n junction).

الإجابة الصحيحة: (د) توصيله الكهربي أكبر

الشرح: يضيف التطعيم حاملات شحنة زائدة، إلكترونات في النوع n أو فجوات في النوع p، فيزداد عدد حاملات الشحنة ومن ثم يزداد التوصيل الكهربي عن شبه الموصل النقي.

الإجابة الصحيحة: (ج) تقلّ

الشرح: ارتفاع الحرارة يكسر روابط تساهمية فيزداد عدد حاملات الشحنة الحرة، وبالتالي تقلّ المقاومة، بعكس الفلزات.

الإجابة الصحيحة: (أ) تُنشئ فجوة موجبة

الشرح: البورون ثلاثي التكافؤ ينقصه إلكترون لإتمام الروابط، فينشأ مكانه فجوة موجبة تعمل كحاملة شحنة، مكوّنًا النوع p.

الإجابة الصحيحة: (ب) اتحاد الإلكترونات الحرة مع الفجوات قرب الوصلة

الشرح: تنتشر الإلكترونات من n والفجوات من p فتتّحد قرب الوصلة تاركةً منطقة خالية من حاملات الشحنة الحرة تُسمّى منطقة الاستنفاد.

الإجابة الصحيحة: (أ) الوصلة تالفة لأنها لا توصل التيار في الاتجاه الأمامي

الشرح: الوصلة السليمة توصل في الاتجاه الأمامي (مقاومة صغيرة) وتمنع التيار تقريبًا في العكسي (مقاومة كبيرة). ظهور مقاومة كبيرة في الاتجاهين يعني أنها لا توصل حتى في الاتجاه الأمامي فهي تالفة. أما المقاومة الصغيرة في الاتجاهين فتعني أنها توصل في الاتجاهين، وهو نوع آخر من التلف.

الإجابة الصحيحة: (أ) 1.5 × 10¹⁰ m⁻³

الشرح: في النوع n تكون n ≈ ND = 1.5 × 10²² m⁻³، ومن قانون فعل الكتلة np = ni² تكون p = (1.5 × 10¹⁶)² / 1.5 × 10²² = 1.5 × 10¹⁰ m⁻³. أي أن زيادة الإلكترونات تقلل الفجوات عن قيمتها في البلورة النقية.

الإجابة الصحيحة: (ب) الجهد الخارجي يسحب حاملات الأغلبية بعيدًا عن الوصلة

الشرح: في التوصيل العكسي يجذب القطب الموجب إلكترونات n والقطب السالب فجوات p بعيدًا عن الوصلة، فتتسع منطقة الاستنفاد ويصعب مرور التيار.