Podcast
Questions and Answers
ما هي العلاقة التي تعبر عن التوصيلية الكهربائية في المواد شبه الموصلة؟
ما هي العلاقة التي تعبر عن التوصيلية الكهربائية في المواد شبه الموصلة؟
σ = Νε με e + Νημη ε
ما الفرق بين التوصيل الذاتي وغير الذاتي في المواد شبه الموصلة؟
ما الفرق بين التوصيل الذاتي وغير الذاتي في المواد شبه الموصلة؟
التوصيل الذاتي يعتمد على الخصائص الداخلية للمادة، بينما التوصيل غير الذاتي يعتمد على إضافة شوائب خارجية.
كيف يؤثر وجود الإلكترونات والثقوب على التوصيلية الكهربائية؟
كيف يؤثر وجود الإلكترونات والثقوب على التوصيلية الكهربائية؟
وجود الإلكترونات والثقوب يزيد من التوصيلية الكهربائية عن طريق زيادة حركة الشحنات.
ماذا يمثل الرمز 'σ' في العلاقة المذكورة؟
ماذا يمثل الرمز 'σ' في العلاقة المذكورة؟
Signup and view all the answers
ما هو الدور الذي تلعبه الشوائب في تعرض المواد شبه الموصلة للتوصيل غير الذاتي؟
ما هو الدور الذي تلعبه الشوائب في تعرض المواد شبه الموصلة للتوصيل غير الذاتي؟
Signup and view all the answers
ما هو المدي الذاتي للحرارة في شبه الموصل؟
ما هو المدي الذاتي للحرارة في شبه الموصل؟
Signup and view all the answers
ماذا يمثل شريط التوصيل في شبه الموصل عند الصفر المطلق؟
ماذا يمثل شريط التوصيل في شبه الموصل عند الصفر المطلق؟
Signup and view all the answers
ما هي الفجوة الطاقية في شبه الموصل؟
ما هي الفجوة الطاقية في شبه الموصل؟
Signup and view all the answers
كيف يؤثر وجود الشوائب في البلورة على الخصائص الكهربية لشبه الموصل؟
كيف يؤثر وجود الشوائب في البلورة على الخصائص الكهربية لشبه الموصل؟
Signup and view all the answers
ما الفرق بين شريط التوصيل وشريط التكافؤ في شبه الموصل؟
ما الفرق بين شريط التوصيل وشريط التكافؤ في شبه الموصل؟
Signup and view all the answers
ما هي أفضل طريقة لقياس المقاومات المتوسطة والصغيرة؟
ما هي أفضل طريقة لقياس المقاومات المتوسطة والصغيرة؟
Signup and view all the answers
أي التيارات الكهربية يجب تمريرها في الدائرة الكهربية؟
أي التيارات الكهربية يجب تمريرها في الدائرة الكهربية؟
Signup and view all the answers
لماذا تعتبر الدائرة الكهربية الموضحة دقيقة في قياس المقاومات؟
لماذا تعتبر الدائرة الكهربية الموضحة دقيقة في قياس المقاومات؟
Signup and view all the answers
ما الخطوة الأولى في خطوات العمل عند استخدام الدائرة الكهربية؟
ما الخطوة الأولى في خطوات العمل عند استخدام الدائرة الكهربية؟
Signup and view all the answers
ما الشكل العام الذي توضح فيه طريقة الوصلات الأربعة؟
ما الشكل العام الذي توضح فيه طريقة الوصلات الأربعة؟
Signup and view all the answers
ما هو احصاء فيرمي - ديراك وكيف يتم التعبير عنه؟
ما هو احصاء فيرمي - ديراك وكيف يتم التعبير عنه؟
Signup and view all the answers
ما هي الرموز المستخدمة في معادلة احصاء فيرمي - ديراك؟
ما هي الرموز المستخدمة في معادلة احصاء فيرمي - ديراك؟
Signup and view all the answers
ما هي الأدوات الأساسية المستخدمة في التجربة المذكورة؟
ما هي الأدوات الأساسية المستخدمة في التجربة المذكورة؟
Signup and view all the answers
كيف يؤثر مستوى طاقة فيرمي على خصائص المادة شبه الموصلة؟
كيف يؤثر مستوى طاقة فيرمي على خصائص المادة شبه الموصلة؟
Signup and view all the answers
ما هو الدور الذي يلعبه فرن الكهربي في التجربة؟
ما هو الدور الذي يلعبه فرن الكهربي في التجربة؟
Signup and view all the answers
كيف يمكن قياس قيمة الجهد عند درجة حرارة معينة؟
كيف يمكن قياس قيمة الجهد عند درجة حرارة معينة؟
Signup and view all the answers
ماذا يجب أن تفعل بعد قياس الجهد عند كل 5 درجات حرارة؟
ماذا يجب أن تفعل بعد قياس الجهد عند كل 5 درجات حرارة؟
Signup and view all the answers
ما هي درجة الحرارة النهائية التي يجب الوصول إليها في هذه التجربة؟
ما هي درجة الحرارة النهائية التي يجب الوصول إليها في هذه التجربة؟
Signup and view all the answers
ما هي الفترة الزمنية التي يتم فيها قياس الجهد؟
ما هي الفترة الزمنية التي يتم فيها قياس الجهد؟
Signup and view all the answers
كيف تؤثر درجة الحرارة على قيمة المقاومة R؟
كيف تؤثر درجة الحرارة على قيمة المقاومة R؟
Signup and view all the answers
ما هي قيمة التوصيلية الكهربية σ إذا كانت a تساوي $2 × 10^{-5} m²$ وRa تساوي قيمة معينة؟
ما هي قيمة التوصيلية الكهربية σ إذا كانت a تساوي $2 × 10^{-5} m²$ وRa تساوي قيمة معينة؟
Signup and view all the answers
احسب قيمة In a إذا كانت a تساوي $2 × 10^{-5} m²$.
احسب قيمة In a إذا كانت a تساوي $2 × 10^{-5} m²$.
Signup and view all the answers
ما هو سمك العينة الذي تم استخدامه في العلاقة المذكورة؟
ما هو سمك العينة الذي تم استخدامه في العلاقة المذكورة؟
Signup and view all the answers
كيف يمكن تمثيل العلاقة بين التوصيلية الكهربية وسمك العينة ومساحة المقطع؟
كيف يمكن تمثيل العلاقة بين التوصيلية الكهربية وسمك العينة ومساحة المقطع؟
Signup and view all the answers
لماذا تعتبر قيمة a مهمة في حساب التوصيلية الكهربية؟
لماذا تعتبر قيمة a مهمة في حساب التوصيلية الكهربية؟
Signup and view all the answers
Study Notes
تجربة رقم (6) دراسة الخواص الكهربية للمواد شبه الموصلة
- الهدف من التجربة هو تعيين قيمة فجوة الطاقة لشبه موصل (Semiconductor Energy gap) باستخدام ثلاثة طرق مختلفة لقياس.
- تتضمن الطرق: تطبيق شبه موصل مستقل، تطبيق مقوم ثنائي (Diode) بالتغذية العكسية، وتطبيق مقوم ثنائي بالتغذية الأمامية.
الجزء الأول: تعيين فجوة الطاقة لشبه موصل مستقل
- الهدف من هذا الجزء هو تعيين قيمة طاقة الفجوة (E) لمادة شبه موصلة مستقلة.
- يهدف أيضاً إلى تعيين قابلية التحرك (+ μe) وتركيز الإلكترونات (N).
- في درجات الحرارة المنخفضة، يعرض شبه الموصل النقي توصيلاً ذاتياً مختلفاً عن التوصيل الناتج عن الشوائب في العينات الأقل نقاءً.
- المدى الذاتي للحرارة هو مدى الحرارة التي لا تتغير فيه الخصائص الكهربائية للشبه موصل بشكل جوهري بسبب شوائب البلّورة.
- يُصوّر الشكل (1) مستويات الطاقة في شبه الموصل الذاتي، حيث يوجد شريط توصيل فارغ (conduction band) مفصول عن شريط التكافؤ المملوء بالإلكترونات (valence band) بفجوة طاقة (Energy gap (E) عند درجة الصفر المطلق (T=0K).
دراسة التوصيل
- تتحرر الإلكترونات من شريط التكافؤ إلى شريط التوصيل بالحرارة، مما يساهم في التوصيل الكهربائي.
- في درجات الحرارة المنخفضة، تتحكم الشوائب في الخصائص الكهربائية (كما في الشكل (2)).
- التوصيل في المواد شبه الموصلة يعطى بالعلاقة: σ = Ne μe e + Nh μh e حيث يعتمد التوصيل على وجود الإلكترونات والثقوب.
- لإيجاد Ne وNh تستخدم معادلة إحصاء فيرمي-ديراك: f(E) = 1 / (1 + e(E-EF)/kBT) حيث EF هو مستوى طاقة فيرمي، وKB هو ثابت بولتزمان.
الأدوات المستخدمة
- عينة شبه موصلة على شكل اسطواني.
- وصلات كهربائية.
- جهاز لقياس الجهد ذو مقاومة دخول عالية (فولتميتر رقمي).
- مولد تيار ثابت.
- فرن كهربي.
- مصدر جهد متردد (40 V AC).
- ترمومتر يصل إلى 100 درجة مئوية.
خطوات العمل
- تأكد من الوصلات الكهربائية.
- مرر تيار كهربي ثابت في حدود 0.01-0.05 أمبير.
- أرفع درجة حرارة العينة حتى تصل إلى 70 درجة مئوية.
- لاحظ تغير الجهد عبر وصلتي الجهد مع تغير درجة الحرارة.
- سجل قيمة الجهد لكل 5 درجات حرارة.
- احسب المقاومة (R = V/I) لكل قيمة جهد.
- احسب التوصيلية الكهربية (σ) من خلال علاقة معينة.
- احسب ln σ .
- ارسم علاقة بين 1/T و ln σ، سيعطيك هذا الرسم خط مستقيم.
- احسب ميل الخط المستقيم و استخدمه لمعرفة قيمة فجوة الطاقة.
- احسب قيم الثوابت الأخرى مثل A.
التعريض
- يتم الحصول على البيانات من التجربة ووضعها في جدول يضم: درجة الحرارة (°C) ، درجة الحرارة (K) ، فرق الجهد (V)، المقاومة (R) ، التوصيلية (σ) و 1/T .
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.
Related Documents
Description
تستعرض هذه التجربة طرق تعيين قيمة فجوة الطاقة لمادة شبه موصلة باستخدام تقنيات متعددة. تتضمن التجربة فحص الخصائص الكهربائية لموصل مستقل. يمكن للطلاب اكتساب فهم عميق حول الإلكترونات وتركيزها في المواد شبه الموصلة.