آشنایی با اِلمان ها و قطعات الکترونیکی هادی و نیمه هادی (در مبانی الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده: (  افشین رشید )

نکته : نیمه هادی ها را برای ساخت قطعات الکترونیکی مانند دیودها، ترانزیستورها و بسیاری از ic آیسی ها (چیپ ها) به کار میروند، به طور کلی قطعات هادی الکترونیکی شامل خازن ؛ مقاومت و سِلف ها میباشند.

تمامی مدار های الکتریکی و الکترونیکی متشکل از چندین قطعه به عنوان عناصر اصلی و قطعاتی دیگر هستند که به تناوب و با توجه به ویژگی هایی که دارند در مدارها استفاده می شوند. به عنوان مثال منبع تغذیه، مصرف کننده و خطوط ارتباطی جزو عناصر اصلی هر مدار محسوب می شوند.نیمه ‌رسانا ها در دنیای امروز نقشی اساسی دارند، و تقریباً همه دستگاه‌ ها و مدار های الکترونیکی که استفاده می‌ کنیم،  به آنها وابسته ‌اند. قطعات نیمه رسانا ، خواص جالبی دارند. برای مثال، عبور دادن جریان تنها از یک سمت، داشتن مقاومت الکتریکی متغیر، و حساسیت به نور یا گرما. به دلیل اینکه می ‌توان رسانایی نیمه‌ رساناها را با فرایند آلایش تغییر داد، می ‌توان از آن‌ ها در کاربرد های تقویت کننده (مانند ترانزیستور)، قطع و وصل جریان (سوییچینگ) مانند دیود ها، و تبدیل انرژی استفاده کرد.

دیود یک قطعه ‌ی نیمه ‌هادی است که جریان را تنها در یک جهت عبور می‌ دهد و مانند یک شیر الکتریکی یک طرفه عمل می ‌کنند.دیود‌ ها از یک ماده‌ ی نیمه‌ هادی با یک ناحیه‌ ی مثبت (P (Positive و یک ناحیه‌ ی منفی (N (Negative ساخته شده ‌اند. مقدار مقاومت این ماده‌ ی نیمه ‌هادی، از مقاومت یک هادی بیشتر و از مقاومت یک عایق کمتر است. 

مقاومت نمونه یک قطعه الکترونیکی (هادی)
مقاومت جسم هادی دو سری است که در مقابل عبور جریان الکتریکی از خود مقاومت نشان میدهد و ولتاژ دو سر آن متناسب با جریان عبوری از آن میباشد.در واقع هر هادی الکتریکی از خود در مقابل عبور جریان الکتریکی مقاومت نشان میدهد که بسته به میزان این مقاومت جریان عبوری از آن هادی محدود میشود البته پارامتر های دیگری مانند طول هادی و میزان سطح مقطع آن نیز در مقدار عبور جریان موثر میباشد.
ترانزیستور نمونه یک اِلمان و قطعه (نیمه هادی)

ترانزیستور قطعه و اِلمانی است که جریان یا ولتاژ را تنظیم می کند و به عنوان سوئیچ یا دروازه برای سیگنال های الکترونیکی عمل می کند. ترانزیستور ها از سه لایه از یک ماده نیمه هادی تشکیل شده اند که هر یک قادر به حمل جریان هستند.ترانزیستور در مدار جریان یا ولتاژ را تنظیم می کند و به عنوان سوئیچ  یا دروازه برای سیگنال های الکترونیکی عمل می کند. ترانزیستور از سه لایه از یک ماده نیمه هادی تشکیل شده است که هر یک قادر به حمل جریان است. نیمه هادی موادی مانند ژرمانیم و  سیلیکون است که برق را به روشی "نیمه رسانا" هدایت می کند. در جایی بین یک هادی واقعی مانند مس و یک عایق (مانند پلاستیک پیچیده شده در سیم ها) قرار دارد.مواد نیمه  هادی توسط یک فرایند شیمیایی به نام دوپینگ  خاصیت ویژه ای به دست می دهند دوپینگ به موادی منجر می شود که یا الکترون های اضافی را به مواد اضافه می کند.

نویسنده: دکتر (افشین رشید )