أشباه الموصلات واستخداماتها، تعد أشباه الموصلات من أهم العناصر التي يجب التعرف عليها لعلاقتها المباشرة في مجال الدوائر الإلكترونية. حيث ظهرت أشباه الموصلات بعد الثورة الصناعية لأهميتها في أداء دورها بالدوائر الإلكترونية، وأشهرها هي الدايود و الترانزستور والموسفت والترياك والدياك والعديد من القطع التي تعتمد بشكل كبير على أشباه الموصلات، تستخدم بكثرة في الانفرترات و الألواح الشمسية والمحولات والشواحن واللوحات الإلكترونية. تابعوا معنا هذا المقال لمعرفة ماهية أشباه الموصلات (المواد شبه الموصلة) واستخداماتها. ما هو أشباه الموصلات؟ - التفسير والتاريخ. المقاومة النوعية للتوصيلية من المعلوم أن كل موصل له مقاومة نوعية معينة، وكلما قلت قيمة المقاومة زاد قدرته على توصيل التيار الكهربائي بشكل أفضل، والعكس. الفرق بين المقاومة النوعية لكل عنصر تعريف أشباه الموصلات (Semiconductors) هي مواد تقع بين المواد العازلة والمواد الموصلة في السماح للشحنات بالحركة من خلالها. ومن الأمثلة عليها السيليكون والجرمانيوم، وبإضافة بعض الشوائب عليها كالبورون أو الفوسفور من أجل زيادة توصيلها بشكل أفضل. خصائص أشباه الموصلات يحتوي على خواص كهربية معينة تجعلها بين المواد الموصلة والمواد العازلة.
تعريف ذاكرة أشباه الموصلات شرح الرسم التخطيطي لذاكرة أشباه الموصلات أنواع ذاكرة أشباه الموصلات تعريف ذاكرة أشباه الموصلات: التعريف: ذاكرة أشباه الموصلات هي عنصر الذاكرة الرئيسي في نظام قائم على الحواسيب الصغيرة وتستخدم لتخزين البرامج والبيانات، عناصر الذاكرة الرئيسية ليست سوى أجهزة شبه موصلة تخزن التعليمات البرمجية والمعلومات بشكل دائم، يمكن الوصول إلى ذاكرة أشباه الموصلات مباشرة بواسطة المعالج الدقيق ، ويجب أن يكون وقت الوصول إلى البيانات الموجودة في الذاكرة الأولية متوافقًا مع وقت تشغيل المعالج الدقيق، وبالتالي يفضل استخدام أجهزة أشباه الموصلات كذاكرة أولية. (ROM ،PROM ،EPROM ،EEPROM ،SRAM ،DRAM) هي ذكريات أشباه الموصلات "الأولية" (primary)، يتم تصنيع ذاكرة أشباه الموصلات من خلال تقنية (CMOS)، توفر ذاكرة أشباه الموصلات سرعة تشغيل عالية ولديها القدرة على استهلاك طاقة منخفضة، أيضًا، يتم تصنيعها نظرًا لأنّ الدوائر المتكاملة تتطلب مساحة أقل داخل النظام. شرح الرسم التخطيطي لذاكرة أشباه الموصلات: كما ناقشنا بالفعل أنّ ذاكرات أشباه الموصلات ليست سوى ذاكرة أولية مكونة من أجهزة أشباه الموصلات ، بشكل أساسي، يتكون (IC) لذاكرة أشباه الموصلات من عدد (n) من خطوط العناوين (address lines) و(m) من خطوط البيانات (data lines)، وبذلك يتم توفير سعة ذاكرة إجمالية تبلغ (2 n × m) بت.
كما تستخدم كعدادات ومكشافات لقياس الأشعة السينية وأشعة غاما وبديلة لعداد جايجر وعدادات الجسيمات الأولية المستخدمة في فيزياء الجسيمات الأولية. ونظرا للتقنية الرفيعة في إنتاجها فهي تشكل الجزء الحساس في الكاميرات الرقمية ، حيث يمكن صناعة عدة ملايين منها في 1 سنتيمتر مربع. واستطاع العلماء استغلالها في الحواسيب والهاتف الجوال ، وأجهزة تحديد الموقع ( نظام التموضع العالمي). ويستخدم النوع المنتج للضوء منها في لوحات الإعلانات الضوئية. الفرق بين الموصلات وشبه الموصلات والعوازل [ عدل] تتسم بلورات المواد بتوزيع للإلكترونات فيها في أنظمة طبقية للطاقة. الطبقات السفلى لا تقوم بتوصيل التيار. في المعادن (الموصلات) تكون طبقات طاقة الإلكترونات متصلة بين الطبقات التحتية والطبقات الموصلة (أحمر في الشكل). بينهما حد التوصيل وهي تسمى طاقة فيرمي EF. فيسهل على الإلكترونات الحركة والتوصيل. في العوازل تفصل بين طبقة التوصيل والطبقات العازلة التحتية طبقة عازلة؛ لهذا لا تستطيع الإلكترونات الوثوب إلى أعلى إلى طبقة التوصيل، ولهذا تكون المادة عازلة. أما في أشباه الموصلات فتكون الطبقة العازلة رقيقة بحيث يسهل للإلكترون تعديتها إلى الطبقة العليا الموصلة (أحمر) باكتسابه طاقة خارجية صغيرة، فينطلق ويقوم بالتوصيل الكهربائي.
ويمكن استخدام هذه الأعداد في حياتنا اليومية لتدل مثلاً على درجات الحرارة، عدد الأمتار فوق مستوى أو تحت مستوى سطح البحر، التغير في أسعار سوق الأسهم، الأرباح التجارية، وكثير من الاستخدامات الأخرى. ومقابل كل عدد موجب يوجد عدد سالب مساو له في المقدار، فالعدد 7 على سبيل المثال يعني دائما سبعة أشياء موجباً كان أم سالبا. وتعرف القيمة المطلقة لعدد بأنها القيمة الحسابية لذلك العدد. وبمقدورنا جمع وطرح وضرب وقسمة الأعداد الموجبة والسالبة معا ولكن بقواعد تختلف عن تلك المستخدمة على الأعداد في الحساب المعتاد. (قاعدة الإشارات في الرياضيات) ضرب وجمع وطرح الأعداد السالبة والموجبة. قاعدة الاشارات في العرب العرب. الجمع والطرح: (-) + (-) = (-) ونجمع (-) - (-) = (-) ونجمع (+) + (+) = (+) ونجمع (+) - (+) = (+) ونطرح (-) + (+) = اشارة الأكبر ونطرح الضرب والقسمة: (+). (+) = + (-). (-) = + (+). (-) = - الإشارات نحاول تقسيم القاعدة الى أربعة أجزاء ليسهل حفظها وتذكرها 1) في الجمع والطرح (+،-) إذا اختلفت الإشارات نأخذ إشارة الكبير ونطرح مثلا -8 + 7 = -1 إشارة الكبير هو عدد ثمانية (-) ونطرح 8-7 2) في الجمع والطرح (+،-) إذا تشابهت الإشارات هناك عدة طرق.
فمثلاً 3 - 5 لا تعني شيئا في علم الحساب. غير أن الجبر استطاع أن يتغلب على هذه المشكلة وذلك بتوسيع نظام الأعداد الطبيعية. ففي الحساب المعتاد تمثل الأعداد المـقادير فقـط، فتحـدثنا عن كم من الأشياء في مجموعة. ولكن كثيراً من القياسات التي نواجهها في حياتنا اليومية تهتم بمعرفة كل من المقدار والاتجاه. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك قياس درجات الحرارة حيث هناك درجات حرارة فوق الصفر وأخرى تحت الصفر. في الجبر نستخدم أعدادًا تبين الاتجاه. وباستطاعتنا توضيح هذه الأعداد الجديدة على خط كما يلي. نأخذ العدد صفر ليكون نقطة الأصل أو البداية. النقاط الواقعة على يسار الصفر تعين مسافة أو اتجاهًا موجبًا، هذه الأعداد تمثل درجات الحرارة فوق الصفر في المثال السابق. أما النقاط الواقعة على يمين الصفر فإنها تدل على مسافة أو اتجاه سالب، وهذه الأعداد تمثل درجات الحرارة تحت الصفر. فالنقطة أ لا تدل على العدد 1 فحسب ولكن + 1، أي العدد الموجب 1. وتدل الإشارة + على الاتجاه الموجب. كذلك تدل النقطة ب على العدد - 1، أي العدد السالب 1 وليس العدد 1 فقط. وتدل الإشارة (-) على الاتجاه السالب. وتسمى الأعداد الممثلة على خط الأعداد بالأعداد الموجبة والأعداد السالبة.
فالنقطة أ لا تدل على العدد 1 فحسب ولكن + 1، أي العدد الموجب 1. وتدل الإشارة + على الاتجاه الموجب. كذلك تدل النقطة ب على العدد - 1، أي العدد السالب 1 وليس العدد 1 فقط. وتدل الإشارة (-) على الاتجاه السالب. وتسمى الأعداد الممثلة على خط الأعداد بالأعداد الموجبة والأعداد السالبة. ويمكن استخدام هذه الأعداد في حياتنا اليومية لتدل مثلاً على درجات الحرارة، عدد الأمتار فوق مستوى أو تحت مستوى سطح البحر، التغير في أسعار سوق الأسهم، الأرباح التجارية، وكثير من الاستخدامات الأخرى. ومقابل كل عدد موجب يوجد عدد سالب مساو له في المقدار، فالعدد 7 على سبيل المثال يعني دائما سبعة أشياء موجباً كان أم سالبا. وتعرف القيمة المطلقة لعدد بأنها القيمة الحسابية لذلك العدد. وبمقدورنا جمع وطرح وضرب وقسمة الأعداد الموجبة والسالبة معا ولكن بقواعد تختلف عن تلك المستخدمة على الأعداد في الحساب المعتاد. (قاعدة الإشارات في الرياضيات) ضرب وجمع وطرح الأعداد السالبة والموجبة. الجمع والطرح: (-) + (-) = (-) ونجمع (-) - (-) = (-) ونجمع (+) + (+) = (+) ونجمع (+) - (+) = (+) ونطرح (-) + (+) = اشارة الأكبر ونطرح الضرب والقسمة: (+). (+) = + (-).
بل وجدنا هذا الاستعمال في القرآن الكريم. يقول تعالى:"لَا تَجْعَلْ مَعَ اللَّهِ إِلَٰهًا آخَرَ فَتَقْعُدَ مَذْمُومًا مَخْذُولًا". الاسراء- الآية 22 يقول الزمخشري في الكشاف في تفسير الآية: "فتقعد" من قولهم شحذ الشفرة حتى قعدت كأنها حربة، بمعنى صارت، يعني: فتصير جامعا على نفسك الذم". وكذلك في قوله: "وَلَا تَجْعَلْ يَدَكَ مَغْلُولَةً إِلَىٰ عُنُقِكَ وَلَا تَبْسُطْهَا كُلَّ الْبَسْطِ فَتَقْعُدَ مَلُومًا مَحْسُورًا". الاسراء – الآية 29. يقول الزمخشري: "فتقعد ملوما" فتصير ملوما عند الله". وهذا في كلامنا مثل قولنا: "قعد متمحن" أي صار متمحنا. وقولنا: قاعد تسوي شنو؟ وترانا قاعدين زي دا" وقولنا: "أنا قاعد أكل" أو " فلان قاعد يتكلم في التلفون". والمعنى حالة كوني أكل. وحالة كونه يتحدث في التلفون. ///////////////////////
فأهل الخليج يقولون مثلاً: "قاعد يسوي" و"قعد يسولف" أي يحكي. وأما أهل الشام (سوريا ولبنان وفلسطين والأردن) يستعملون في مقابل ذلك لفظ "عمّ" فهم يقولون:"عم بأكل" أي أنني أكل الآن أو حالة كوني أكل. و"عم تسمعنى؟" أي هل تسمعني الآن. فهي تماثل قولنا: قاعد تسمعنى؟ وأهل مصر يستعملون اللفظ "عمَّال". يقولون:عمَّال بنده عليك"، ويقولون أيضا: قاعد بنده عليك. وتماثل في كلامنا: قاعد أناديك. أو "أنادي فيك". وهذا الاستعمال غير مقصور على اللهجات بل نجده في العربية الفصحى. يقول ابن منظور في معجم لسان العرب: "العرب تقول قَعَد فلان يَشْتُمُني بمعنى طَفِقَ وجَعَل؛ وحكى ابن الأَعرابي: حَدَّدَ شَفْرَتَه حتى قعدتْ كأَنها حَربَةٌ، أَي صارت. وقال: ثَوْبَكَ لا تقعد تَطِيرُ به الريحُ أَي لا تَصِيرُ الريحُ طائرةً به. وقال: قعَدَ لا يَسْأْلُه أَحَدٌ حاجةً إِلا قضاها.. هو كقولك: قام لا يُسأَلُ حاجَةً إِلا قضاها". - انتهى. وقد أخذ المعجم الوسيط لمجمع اللغة العربية بالقاهرة، بهذا الاستعمال حيث يقول: "وقعد يفعل كذا: طفق يفعله". وهذا في اللهجة السودانية، نقول: "قعد يبكي" و"قعد يضحك" و"قعد يشتم". أي صار أو ظل يبكي، وصار يضحك، وصار أو بدأ يشتم.