مقدمة في الفيزياء الحديثة — الفصل الثامن: الإلكترونيات الحديثة

شرح ومحتوى الدرس

تتناول هذه الوحدة مقدمة في الفيزياء الحديثة، مع التركيز على أشباه الموصلات وخصائصها. تبدأ بشرح بنية بلورة السيليكون النقي، حيث ترتبط الذرات بروابط تساهمية، وعند درجات الحرارة المنخفضة لا توجد إلكترونات حرة. بارتفاع درجة الحرارة تنكسر بعض الروابط، فتنطلق إلكترونات حرة وتترك فجوات موجبة الشحنة، وتتحرك هذه الفجوات والإلكترونات حركة عشوائية. يوضح النص مفهوم الاتزان الحراري، حيث يتساوى معدل تكسر الروابط مع معدل تكوينها. ثم ينتقل إلى التطعيم بإضافة شوائب خماسية (مثل الفوسفور) لصنع مادة من النوع n، أو شوائب ثلاثية (مثل البورون) لصنع مادة من النوع p، مع شرح قانون فعل الكتلة. بعدها يشرح تكوين الوصلة الثنائية (pn junction) وسلوكها في التوصيل الأمامي والعكسي، واستخدامها في تقويم التيار المتردد. كما يتناول الترانزستور ثنائي القطبية (pnp و npn) وطريقة عمله كمكبر للتيار وكمفتاح إلكتروني. وأخيراً، يقدم النص أساسيات الإلكترونيات الرقمية، بما في ذلك تحويل الإشارات التناظرية إلى رقمية، والبوابات المنطقية الأساسية (NOT، AND، OR) وجداول الحقيقة الخاصة بها.