الموصلات conductors 

يبين الشكل (1) مخططا نموذجيا لحزم الطاقة في المواد الموصلة. ويلاحظ في هذا المخطط ان مستويات الطاقة قد رسمت بشكل مستمر في حزمة التكافؤ بحيث ظهرت هذه الحزمة متداخلة مع حزمة التوصيل وبالتالي لم يعد هناك وجود لفجوة الطاقة. ان اختفاء فجوة الطاقة في البلورات الموصلة يعني ان أي الكترون تكافؤي سوف يكون حراً في التجوال خلال البلورة وكذلك التحرك استجابة للمجال الكهربائي عند وجوده فيه وهذا هو السبب المباشر في عده موصلا.

توزع الإلكترونات في الحزم وكما هو معروف ، حسب قاعدة الاستبعاد لباولي وعند درجة حرارة الصفر المطلق لا تستطيع الالكترونات التحرك خلال البلورة ذلك لأنها جميعا مرتبطة بشدة الى ذراتها وبالتالي فأنها تملأ حزمة التكافؤ من اوطأ مستوى طاقة فيها الى اعلى مستوى طاقة فيها والذي يدعى بمستوى فيرمي Fermi level - انظر الشكل (1) او بعبارة أخرى ان حزمة التوصيل عند درجة حرارة الصفر المطلق ، تكون فارغة وهذ يعني أنه لا توجد اقة كافة عند اي الكترون لكي ينتقل في مدار حزمة التوصيل.

الشكل (1):-حزم الطاقة في الموصل

من جهة أخرى عند ارتفاع درجة الحرارة فوق الصفر المطلق فان الطاقة الحرارية الني سوف يكتسبها الالكترونات ستمكن بعضاً من هذه الإلكترونات من الافلات من ذراتها والانتقال الى حزمة التوصيل حيث تستطيع هناك التحرك في مدارات ذات انصاف اقطار اكبر من السابق ويكون ارتباط هذه الالكترونات بالذرات ضعيفا جداً عندما تكون في مدارات حزمة التوصيل وبالتالي تستطيع التنقل من ذرة الى أخرى بسهولة مكونة ما يسمى بغاز الالكترون electron gas . عند تسليط فرق جهد عبر لموصل فان مجالاً كهربائياً سوف يتولد داخل الموصل يعمل على تعجيل الالكترونات الحرة في حزمة التوصيل بسبب من القوة التي يتعرض لها والتي تساوي

               (1)

في فضاء حر يعجل الالكترون وتزيد سرعته (طاقته) باستمرار وفي المادة البلورية يعاق تقدم الالكترون بالتصادم المستمر مع الذرات المهتزة حول مواقعها في البلورة وسريعا ما تبلغ سرعة الالكترون قيمة متوسطة ثابتة . وهذه السرعة v_d تدعى سرعة الانسياق drift velocity وهي ترتبط خطيا مع شدة المجال الكهربائي بوساطة حركية الالكترون في المادة المعطاة ونرمز للحركية بالرمز μ(mμ). بحيث ان

           (2)   

حيث μ_e هي حركية الكترون وهي موجبة بالعريف وتقاس بوحدات المتر المربع لكل فولت-فانية والقيم النموذجية هي 00012 للألمنيوم و 0032-0 للنحاس و 0.0056 للغضة.

ومن الجدير بالذكر انه عند جهد ثابت ورفع درجة حرارة الموصل فان عدد الاصطدامات بين الالكترون والذرات المهتزة حول مواقعها في البلورة، سوف تزداد ومن ثم تقل سرعة الانسياق وبالتالي تزداد مقاومة الموصل ويقال عندئذ ان الموصل يمتلك معامل مقاومة موجبا أي تزداد مقاومته مع ازدياد درجة الحرارة .

مواضيع ذات صلة

أنصاف النواقل

تقدير الفولت أمبير Volt Ampere rating

UHF Reception استقبال UHF

ألعاب كهربائية أم مختبرات مصغّرة؟ الفيزياء خلف الووكي توكي

مساحة العمل الآمنة Safe Operating Area

محددات الغلق Fold-back Limiting

زيادة الانتقائية للدوائر ذات الإخماد الخارجي : Increasing the selectivity of Externally Quenched Circuits

تكوين وصلة pn-Junction) pn)

الآصرة التساهمية Covalent bond

الانبعاث الإلكتروني

وصلة pn في حالة الانحياز

مقوم نصف الموجة (Half-Wave Rectifier)