ابر رسانایی

اختصاصی از فایلکو ابر رسانایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت وُرد

11

ابر رسانایی

به ترکیب جالب خواص الکتریکی و مغناطیسی فلزات مشخصی که در درجات حرارت خیلی پایین در آنها به وجود می‌آید اطلاق می شود. یک چنین دمایی اولین بار در سال 1908 وقتی کمرلینگ اونز در دانشگاه لیدن موفق به تولید هلیوم مایع گردید حاصل شد که با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود یک درجه کلوین برسد.
یکی از اولین بررسی هایی که ا.نز با این درجه حرارت پایین قابل دسترسی انجام داد مطالعه تغییرات مقاومت الکتریکی فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندین سال قبل از آن معلوم شده بود که مقاومت فلزات وقتی دمای آنها به پایین تر از دمای اتاق برسد کاهش پیدا می کند. اما معلوم نبود که اگر درجه حرارت تا حدود کلوین تنزل یابد مقاومت تا چه حد کاهش پیدا می کند. آقای اونز که با پلاتینیم کار می کرد متوجه شد که مقاومت نمونه سرد تا یک مقدار کم کاهش پیدا می کرد که این کاهش به خلوص نمونه بستگی داشت. در آن زمان خالص ترین فلز قابل دسترس جیوه بود و در تلاش برای بدست آوردن رفتار فلز خیلی خالص اونز مقاومت جیوه خالص را اندازه گرفت.او متوجه شد که در درجه حرارت خیلی پایین مقاومت جیوه تا حد غیر قابل اندازه گیری کاهش پیدا می کند که البته این موضوع زیاد شگفت انگیز نبود اما نحوه از بین رفتن مقاومت غیر

تحقیق در مورد تعریف نیمه رسانا

اختصاصی از فایلکو تحقیق در مورد تعریف نیمه رسانا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه26

تعریف نیمه رسانا :

نیمه‌رسانا یا نیمه هادی عنصر یا ماده ای که در حالت عادی عایق باشد ولی با افزودن مقداری ناخالصی قابلیت هدایت الکتریکی را پیدا کند نیمه رسانا میگویند(منظور از ناخالصی عنصر یا عناصر دیگری است غیر از عنصر اصلی یا پایه برفرض مثال اگر عنصر پایه سلیسیوم باشد ناخالصی میتواند آلومنیوم یا فسفر باشد). ومقاومت آن بین رساناها و نارساناهاست. از نیمه رساناها برای ساخت قطعاتی نظیر دیود و ترانزیستور و ... استفاده می‌شود. ظهور نیمه رسانا ها در علم الکترونیک انقلاب عظیمی را در این علم ایجاد کرده که اختراع رایانه یکی از دستاوردهای این انقلاب است.

انواع نیمه رساناها:

نیمه رساناها به دو نوع قسمت بندی میشوند.

1. نوع پی P یا Positive یا مثبت یا گیرنده الکترون
2. نوع ان N یا Negative یا منفی یا دارنده الکترون اضافی.

چطور نیمه رساناها کار می کنند؟    

نیمه رساناها (Semi-Conductors) در زندگی ما و بهتر بگوییم در قدم گذاردن بشر به عصر دیجیتال و فیزیک و الکترونیک نوین؛ نقش تاریخی ایفا کرده‌اند.

نیمه رساناها را در درون دستگاه‌های گوناگونی یافت می‌کنید. اساس ساخت پردازشگر‌ها و ریز پردازنده‌ها و تمام دستگاه‌هایی که به نحوی اطلاعات و عملیاتی را پردازش می‌کنند، نیمه رساناست. از کامپیوتر شخصی‌ شما گرفته تا پخش کننده mp3 و دستگاه‌های عکس‌برداری پزشکی MRI.

نیمه رسانا در ساده‌ترین شکل خود یک «دیود» (Diode) یا یکسو کننده است و برای درک ساختار نیمه رساناها بهتر است از مطالعه روی دیود شروع کنیم. در ادامه به چگونگی ساخت دیود می‌پردازیم.

سیلیکون یکی از عناصر سازنده زمین و بعد از اکسیژن بیشترین فراوانی را در پوسته زمین دارد به طوری که 25.7٪ از جرم پوسته زمین از سیلیکون تشکیل شده است.

سیلیکون عنصر چهاردهم جدول تناوبی عناصر است و با نماد Si شناخته می‌شود. سیلیکون در حالت آزاد به صورت جامد سخت و شفافی یافت می‌شود.

کربن، ژرمانیم و سیلیکون (ژرمانیم نیز مانند سیلیکون یک نیمه رسانا است) همگی خواص مشابهی در لایه ظرفیت الکترونی خود دارند که آن‌ها را از باقی عناصر متمایز می‌سازد. دارا بودن 4 الکترون در اربیتال آخر آن‌ها و نیمه پر بودن لایه ظرفیت خواصی مانند تشکیل کریستال و خاصیت‌ها ترکیبی منحصر بفردی را برای این عناصر بوجود آورده است.

شبکه یونی در کربن به شکل کریستال شفاف است ولی در سیلیکون به شکل جامد نقره‌ای رنگ است.

فلزات به دلیل دارا بودن الکترون‌های آزاد در لایه ظرفیت خود معمولاً رساناهای خوبی برای جریان برق هستند. با اینکه بلور سیلیکون شبیه فلز است ولی خواص فلزی ندارد.

الکترون‌ها لایه خارجی در سیلیکون در قید جاذبه بین یکدیگر هستند و در ضمن گاف انرژی در بین لایه‌های پر و خالی برای انتقال الکترون کافی نیست.

تمامی این شرایط را می‌توان تغییر داد و می‌توان سیلیکون را تبدیل به ماده دیگری کرد که خواص رسانایی الکتریکی را داشته باشد. این کار طی پروسه‌ای به نام ناخالص سازی انجام می‌شود.

در این روش به شبکه یونی سیلیکون ناخالصی‌هایی اضافه می‌شود.

ناخالصی‌هایی که به ساختار شبکه سیلیکون اضافه می‌شود را می‌توان با دو دسته تقسیم کرد:

• نوع N: با اضافه کردن ناخالصی‌هایی از قبیل فسفر و یا آرسنیک در مقادیر بسیار کم. آرسنیک و فسفر هر دو پنج الکترون در لایه ظرفیت خود دارند به همین دلیل الکترون پنجم لایه‌های ظرفیت‌ آن‌ها می‌تواند به عنوان الکترون آزاد عمل کند و کار انتقال جریان را انجام دهد. این نوع سیلیکون رسانای خوبی است. الکترون بار منفی و یا Negative دارد به همین دلیل به این نوع N می‌گویند.

• نوع P: در اینجا عناصر بور و گالیم به سیلیکون اضافه می‌شوند. این دو عنصر سه الکترون در لایه ظرفیت خود دارند. وقتی به شبکه یونی سیلیکون وارد می شوند حفره‌هایی را ایجاد می‌کنند که باعث می‌شود که الکترون سیلیکون پیوند خود را از دست بدهد. وقتی یکی از الکترون‌ها از شبکه یونی خارج شود، خاصیت مثبت الکتریکی در ماده ایجاد می‌شود. به این ترتیب حفره و یا بهتر بگوییم فضای خالی الکترون می‌تواند میزبان خوبی برای الکترون از اتم کناری باشد و به این ترتیب جریان می‌تواند به راحتی در آن شارش کند. از این رو این نوع را P می‌نامند که این نوع دارای بار مثبت یا Positive است.

مقدار کمی ناخالصی می‌تواند سیلیکون عایق را به رسانای تقریباً خوبی تبدیل کند. از این رو به آن نیمه رسانا می‌گویند.

نوع N و P به تنهایی کار زیادی انجام نمی‌دهند ولی هنگامی که به هم متصل می‌شوند رفتار الکتریسیته‌ای جالبی از خود نشان می‌دهند. با قرار دادن این دو به هم دیود ایجاد می‌شود.

دیود جریان را تنها در یک جهت از خود عبور می‌دهد. به همین دلیل آن را یکسو کننده نیز می‌نامند. قسمت مثبت یعنی P یا حفره به طرف منفی باتری متصل و N یا الکترون به طرف  مثبت آن. هیچ جریانی از محل اتصال عبور نمی‌کند زیرا الکترون‌ها در N‌ و P‌ در خلاف یکد

مقاله جامع در مورد نیمه رسانا ها

اختصاصی از فایلکو مقاله جامع در مورد نیمه رسانا ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 موضوع :

مقاله جامع در مورد نیمه رسانا ها

( فایل word قابل ویرایش )
تعداد صفحات 34

نیمه رسانا ها

دیود نیمرسانا وسیله ای است که در مقابل عبور جریان، در یک جهت مقاومت زیاد و در جهت دیگر مقاومت کمی برو ز می دهد. دیود را به طور گستردهای و برای اهداف گوناگون در مدارهای الکترونیکی به کار می گیرند و اساساً شامل یک پیوند p-n است که از بلور سیلیسیوم و یا ژرمانیم تشکیل می شود. (شکل ب) نماد دیود نیمرسانا در شکل الف نموده شده است. جهتی که دیود در مقابل عبور جریان مخالفت کمی بروز می دهد با سر پیکان نشان داده شده است. دیود نیمر سانا نسبت به دیود گرما یونی از مزایای زیادی برخوردار است، این دیود به منبع گرم کن نیاز ندارد، بسیار کوچک تر و سبک تر است، و قابلیت اطمینان بسیار بیشتری دارد. ژرمانیم یا سیلیسیمی که در ساخت دیود نیمرسانا به کار می رود باید ابتدا تا رسیدن به غلظت نا خالصی کمتر از یک جزء در ۱۰ ۱۰ جزء پالوده شود. سپس اتمهای ناخالصی مطلوب، بخشنده ها یا پذیرنده ها، به مقادیر مورد لزوم اضافه شده و ماده به شکل یک تک بلور ساخته می شود. برای ساختن پولک ژرمانیم نوع n مقداری ژرمانیم ذاتی را با کمی ناخالصی در یک بوته ودر خلأ ذوب می کنند، ویک بلور هسته را تا عمق چند میلیمتری در مذاب فرو می برند. دمای ژرمانیم مذاب درست بالای نقطه ذوب بلور هسته قرار دارد، و چند میلیمتری از هسته غوطه ور در مذاب نیز ذوب می شود.

۱ بیان ساده شده نظریه نیمرسانا

نیمرسانا ماده ای است که مقاومت ویژه آن خیلی کمتر از مقاومت ویژه عایق و در عین حال خیلی بیشتر از مقاومت ویژه رساناست، و مقاومت ویژه اش با افزایش دما کاستی می پذیرد. مثلا، مقاومت ویژه مس۸-۱۰اهم – متر کوا رتز۱۰۱۲ اهم – متر، و مقاومت ویژه مواد نیمرسانای، یعنی سیلیسیم ۵/. اهم- متر و از آن ژرمانیم ۲۳۰۰ اهم -متر در دمای c27 است. برای درک عملکرد نیمرسانا ها و ابزار نیمرسانا، قدری آشنایی با مفاهیم اساسی ساختار اتمی ماده ضروری است.

۲ دیودهای نیمرسانا

ساختمان

دیود نیمرسانا وسیله ای است که در مقابل عبور جریان، در یک جهت مقاومت زیاد و در جهت دیگر مقاومت کمی برو ز می دهد. دیود را به طور گستردهای و برای اهداف گوناگون در مدارهای الکترونیکی به کار می گیرند و اساساً شامل یک پیوند p-n است که از بلور سیلیسیوم و یا ژرمانیم تشکیل می شود. (شکل ب) نماد دیود نیمرسانا در شکل الف نموده شده است. جهتی که دیود در مقابل عبور جریان مخالفت کمی بروز می دهد با سر پیکان نشان داده شده است. دیود نیمر سانا نسبت به دیود گرما یونی از مزایای زیادی برخوردار است، این دیود به منبع گرم کن نیاز ندارد، بسیار کوچک تر و سبک تر است، و قابلیت اطمینان بسیار بیشتری دارد. ژرمانیم یا سیلیسیمی که در ساخت دیود نیمرسانا به کار می رود باید ابتدا تا رسیدن به غلظت نا خالصی کمتر از یک جزء در ۱۰ ۱۰ جزء پالوده شود. سپس اتمهای ناخالصی مطلوب، بخشنده ها یا پذیرنده ها، به مقادیر مورد لزوم اضافه شده و ماده به شکل یک تک بلور ساخته می شود. برای ساختن پولک ژرمانیم نوع n مقداری ژرمانیم ذاتی را با کمی ناخالصی در یک بوته ودر خلأ ذوب می کنند، ویک بلور هسته را تا عمق چند میلیمتری در مذاب فرو می برند. دمای ژرمانیم مذاب درست بالای نقطه ذوب بلور هسته قرار دارد، و چند میلیمتری از هسته غوطه ور در مذاب نیز ذوب می شود. این هسته با سرعت ثابتی چرخانده می شود و همزمان به آرامی از مذاب بیرون کشیده می شود، بدین سان یک بلور نوع n تشکیل شده است. با کنترل دقیق این فرایند می توان به غلظت نا خالصی مورد نیاز دست یافت. قرصی از ایندیم در یک پولک ژرمانیم قرار می دهند و به آن دمای با لاتر از نقطه ذوب ایندیم ولی پایین تراز نقطه ذوب ژرمانیم حرارت داده می شود. ایندیم ذوب می شود و ژرمانیم را حل می کند تا اینکه محلول اشباح شده از ژرمانیم در ایندیم به دست آید. سپس پولک به آرامی سرد می شود و در خلال سرد شدن یک ناحیه ژرمانیم نوع p در پولک تولید شده و آلیاژی از ژرمانیم و ایندیم (عمدتاً ایندیم) در پولک ته نشین می شود. پیوند p-n آلیاژ سیلیسیم را نیز می توان با همین روش و با بکارگیری آلومینیوم به عنوان پذیرنده، تشکیل داد.

دسته بندی و لیست مواد نیم رسانا

اختصاصی از فایلکو دسته بندی و لیست مواد نیم رسانا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این فایل مقاله ای است که به معرفی انواع مواد نیم رسانا می پردازد ضمن اینکه در ابتدا توضیحاتی مربوط به خواص کلی مواد نیمرسانا ارائه می دهد و در ادامه لیستی از دسته بندی مواد نیمرسانا ارائه داده و کاربردهای هریک در دستگاه های الکترونیک و غیره را نیز معرفی می نماید.