الأدوات الإلكترونية - فيزياء3-3 - ثالث ثانوي

5-2 الأدوات الإلكترونية Electronic Devices تعتمد الأجهزة الإلكترونية في عصرنا الحاضر - ومنها الهاتف الذكي والتلفاز ومشغلات ألعاب الفيديو والحواسيب الصغيرة - على أدوات مصنوعة من أشباه الموصلات، الأهداف www.ien.edu.sa . تصف كيف يعمل الدايود تتجمع في رقائق من السليكون لا يتجاوز عرضها بضعة ملمترات. وفي هذه الأدوات على جعل التيار الكهربائي يتغير كل من التيار والجهد بطرائق أكثر تعقيدًا عما وصف قانون أوم. الدايودات Diodes يعد الدايود (الوصلة الثنائية أو الصمام الثنائي أبسط الأدوات المصنوعة من أشباه الموصلات. وهو يتكوّن من قطعة صغيرة من مادة شبه موصلة من النوع p موصولة بقطعة أخرى من النوع n. وبدلاً من استخدام قطعتين منفصلتين من السليكون المعالج، ومن ثم وصلهما معا، تؤخذ عينة واحدة من السليكون النقي ثم تُعالج أولاً بالمعالج p، ومن ثم تعالج بالمعالج .. وتُطلى منطقة الوصل الفلزية في كل منطقة، بحيث يمكن يسري في اتجاه واحد فقط. • توضح كيف يمكن للترانزستور العمل على زيادة أو تضخيم تغيرات الجهد. المفردات الدايود طبقة النضوب الترانزستور وصل الأسلاك بها، كما هو موضح في الشكل . ويطلق على الحد الفاصل بين رقاقة ميكروية شبه الموصل من نوع P وشبه الموصل من نوع n بالوصلة، لذا تسمى الأداة الناتجة بالدايود نوع pn. تنجذب الإلكترونات الحرة في الطرف n من الوصلة نحو الفجوات الموجبة في الطرف p حيث تتحرك الإلكترونات بسهولة إلى المنطقة p وتتحد مع الفجوات وبطريقة مماثلة تتحرك الفجوات من الطرف إلى المنطقة ، حيث تتحد مع الإلكترونات، ونتيجة لهذا التدفق يكون للمنطقة n شحنة كلية موجبة، بينما يكون للمنطقة p شحنة كلية سالبة. الشكل 59 الرسم التوضيحي وصلة الدايود فلز النوع n النوع P الكترونات الوصلة طبقة النضوب تتحد الفجوات مع الالكترونات عند الوصلة R إضافة الكترونات جديدة OOOO O O O O الدايود المنحاز أماميا hilw النوع n النوع P لدايود نوع a) pn) يوضح أن طبقة النضوب لا تحتوي على ناقلات للشحنة قارن مقدار التيار في كل من الدايود المنحاز عكسيا (b) والدايود المنحاز أماميا (C). فجوات تكون فجوات الكترونات تغادر جديدة الدايود المنحاز عكسيا النوع n النوع D + I فجوات تملا وزارة التعليم Minist557ducation 2023-1445

وتنتج هذه الشحنات قوى في الاتجاه المعاكس، مما يؤدي إلى توقف حركة المزيد من ناقلات الشحنة وتترك المنطقة المحيطة بالطبقة الفاصلة دون فجوات أو إلكترونات حرة، فتنضب فيها ناقلات الشحنة، لذلك تسمى طبقة النضوب. ولأن طبقة النضوب لا تحتوي على ناقلات الشحنة، فإنها تعد رديئة التوصيل للكهرباء ولذلك، يتكون الدايود من موصلين جيدي التوصيل نسبيًّا عند الطرفين بينهما منطقة رديئة التوصيل. عندما يوصل الدايود في الدائرة الكهربائية بالطريقة الموضحة في الشكل 96-5، فإن كلاً من الإلكترونات الحرة في المادة شبه الموصلة من النوع n والفجوات في المادة شبه الموصلة من النوع p تنجذب نحو البطارية، فيزداد عرض طبقة النضوب، ولا تتلاقی ناقلات الشحنة، ويكاد لا يمر تيار كهربائي من خلال الدايود، لذا فإنه يعمل عمل مقاوم كبير جدا. ويسمى الدايود الموصول بهذه الطريقة الدايود المنحاز عكسيا. أما إذا عكس طرفي وصلة الدايود أو عكس اتجاه توصيل البطارية، كما موضح في الشكل 90-5 ، فإن ناقلات الشحنة تُدفع في اتجاه طبقة النضوب. وإذا كان جهد البطارية كبيرا بدرجة كافية - 0.7V عند استعمال دايود السليكون - فإن الإلكترونات تصل إلى الطرف p وتملأ الفجوات. وتضمحل طبقة النضوب ويعبر التيار من خلال الدايود. وتستمر البطارية في تزويد الطرف بالإلكترونات. وتزيل الإلكترونات من الطرف p وبذلك تعمل البطارية عمل مزوّد للفجوات وبزيادة متواصلة في الجهد من البطارية یزداد التيار. ويسمى الدايود الموصول بهذه الطريقة الدايود المنحاز أماميا. يبين الرسم البياني الموضح في الشكل 100 التيار الكهربائي المار في دايود السليكون كدالة رياضية في الجهد المطبق عليه. فإذا كان الجهد المطبق عليه سالبا، فإن الدايود الشكل 10-5 يشير الرسم البياني المنحاز عكسيا يعمل عمل مقاومة ذات مقدار كبير جدا، ووفقًا لذلك يمر تيار صغير إلى خصائص التيار - الجهد الوصلة دایود مصنوع من السليكون. التيار مقابل الجهد -3 -2 -1 0 1 20 10 5 0 جدا فقط 10 تقريبًا لدايود السليكون). وإذا كان الجهد موجبا فإن الدايود يكون منحازا أماميًا، ويعمل عمل مقاوم صغير وعلى الرغم من ذلك فإن الدايود لا يحقق قانون أوم. إن إحدى الاستخدامات الرئيسة للدايود هي تحويل الجهد المتناوب A إلى جهد مستمر DC بقطبية واحدة فقط. وعندما يستخدم الدايود في دائرة كهربائية تقوم بهذه الوظيفة، فعندئذ تسمى المقوم. ويبين السهم المرسوم على رمز الدايود - والذي ستشاهده في المثال 4 - اتجاه التيار الاصطلاحي. 558 فرق الجهد (۷) وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

مثال 4 دايود في دائرة كهربائية بسيطة دايود مصنوع من السليكون له خصائص V/1 موضحة في الشكل 9-5، وموصول بمصدر قدرة ومقاوم مقداره 4702. إذا عمل مصدر القدرة على انحياز الدايود إلى الأمام، وعُدّل جهده حتى أصبح التيار المار في الدايود mA.12 فما مقدار جهد مصدر القدرة؟ تحليل المسألة ورسمها . ارسم مخططًا توضيحيا للدائرة الكهربائية التي وصل بها الدايود والمقاومة 4702 ومصدر القدرة. ثم بين اتجاه التيار. المعلوم المجهول دابود R ww I I = 0.012 A من الشكل) V = 0.70 V R=4702 V = ? دليل الرياضيات ترتيب العمليات. 2 إيجاد الكمية المجهولة يُعطي الهبوط في الجهد عبر المقاوم من خلال المعادلة V = IR، وجهد مصدر القدرة يساوي مجموع الهبوط في الجهد في المقاوم والدايود. V = IR + V بالتعويض (0.012 A) (470 2) + 0.70V =6.3 V I = 0.012 A ،R= 4702 ،V = 0.70 تقويم الجواب هل الوحدات صحيحة ؟ فرق جهد مصدر القدرة مقيس بوحدة الفولت • هل الجواب منطقي ؟ تتفق مع التيار والمقاومة. مسائل تدريبية 22. ما جهد البطارية اللازم لتوليد تيار كهربائي مقداره m4 2.5 في الدايود الوارد في المثال 4؟ 23. ما جهد البطارية اللازم لتوليد تيار كهربائي مقداره m4 2.5 إذا وصل دايود آخر مماثل على التوالي مع الدايود الوارد في المثال 4؟ 24 صف كيف يجب أن يوصل الدايودان معا في المسألة السابقة؟ 25 صف ما يحدث في المسألة 23 إذا وصل الدايودان على التوالي في اتجاه غير صحيح. 26. يبلغ مقدار الهبوط في الجهد للدايود المصنوع من الجرمانيوم 0.40 عند مرور تيار كهربائي مقداره mA 12 خلاله. فإذا وصل مقاوم مقداره 4700 على التوالي مع الدايود فما جهد البطارية اللازم؟ وزارة التعليم Minist 559 2023-1445 lucation

الدايودات المشعة للضوء تبعث الدايودات المصنوعة من مزيج الجاليوم والألومنيوم مع الزرنيخ والفوسفور ضوءًا عندما تكون منحازة أماميــا. فعندما تصل الإلكترونات إلى الفجوات في الوصلة فإنها تتحد معا مجددًا، وتطلق الطاقة الفائضة على هيئة ضوء بأطوال موجية محددة. وتعرف هذه الدايودات بالدايودات المشعة للضوء، أو LED أو LEDs. وقد شكلت بعض الدايودات المشعة للضوء لتبعث حزمة ضيقة من ضوء الليزر فاز ثلاثة علماء يابانيين بجائزة نوبل في المترابط الأحادي اللون. وتُعد دايودات الليزر هذه مصادر قوية للضوء، وتستخدم في الفيزياء لعام 2014 لاختراعهم الصمام مشغلات الأقراص المدمجة CD ومؤشرات الليزر وفي الماسحات الضوئية لأشرطة الثنائي الباعث للضوء الأزرق LED الترميز المستخدمة في الأسواق التجارية الموضحة في الشكل 11-3 كما وتستخدم في شاشات التلفاز الحديثة والإضاءة وغيرها من الاستخدامات الواسعة. ويمكن للدايودات استشعار الضوء والكشف عنه، مثل قدرتها على بعثه والضوء الساقط على وصلة الدايود من النوع pn المنحاز عكسيا يحرر إلكترونات ويكون فجوات، مما يؤدي الشكل 11-5 تعمل صمامات الليزر عمل باعثات للضوء، وكاشفات لأشرطة إلى سريان تيار كهربائي يعتمد على شدة الضوء الساقط. الترميز. مسألة تحفيز يستخدم التقريب في كثير من الأحيان في الدوائر الكهربائية التي تحتوي على الصمامات الثنائية، وذلك لأن مقاومة الصمام غير ثابتة ويتم التقريب الأول في دوائر الصمامات عند تجاهل هبوط الجهد المنحاز إلى الأمام عبر الصمام والتقريب الثاني يأخذ في الحسبان القيمة النموذجية لهبوط جهد الصمام. أما التقريب الثالث فيستخدم المعلومات الإضافية الخاصة بالصمامات الثنائية، وكما هو موضح في تيار طرق جيد للصمام الرسم البياني، فإن المنحنى يمثل خصائص منحنى التيار-الجهد للصمام. ويوضح الخط المستقيم ظروف التيار - الجهد لجميع حالات هبوط الجهد الممكنة للصمام الدائرة مقاومة مقدارها 1800 وبطارية جهدها 1.8 وصمام ثنائي، وهبوط صفري لجهد الصمام وتيار مقداره mA 10.0 عند إحدى النهايات حتى هبوط مقداره 1.8، وتيار مقداره mA 0.0 عند النهاية الأخرى. استخدم دائرة الصمام في المثال 4 على أن تكون 1.87 = V، ولكن مع مقاومة مقدارها 180 = R 1. حدد تيار الصمام الثنائي مستخدما التقريب الأول. 2. حدد تيار الصمام الثنائي مستخدما التقريب الثاني، وافترض هبوط جهد مقداره 0.707 للصمام . 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0.6 0.2 1.0 1.4 1.8 فرق الجهد (۷) 3. حدد تيار الصمام الثنائي مستخدما التقريب الثالث، وذلك باستخدام الرسم البياني المرافق للصمام .. 4. قدر الخطأ لكل من التقريبات الثلاثة، وتجاهل البطارية والمقاومة. ثم ناقش أثر الجهود الكبيرة للبطارية و الا (mA) التيار الكهربات وزارة التعليم 560 Ministry of Education 2023-1445

الشكل 12-5 يقارن بين رمزي الدائرتين الكهربائيتين المستخدمتين لتمثيل ترانزستور a)pnp). وترانزستور (b)npn رموز الدائر B ترانزستور pnp E b B ترانزستور npn E القاعدة = B الجامع = C الباعث = E n P B n B P P n E الترانزستورات والدوائر المتكاملة Transistors and Integrated Circuits تطبيق الفيزياء دايود الليزر يبعث دايود الليزر المثالي الضوء بطول موجي مقداره nm 800 ، والذي يعد قريبا من الأشعة تحت الحمراء فيخرج الشعاع من بقعة صغيرة في رقاقة GaAlAs. وعندما يزود الدايود بتيار مقداره mA 80 يحدث فيه هبوط جهد أمامي مقداره 20. وتستخدم دايودات الليزر عادة في الإرسال عبر الألياف البصرية . يعد الترانزستور أداة بسيطة مصنوعة من مادة شبه موصلة معالجة؛ حيث يتكون ترانزستور npn من طبقتين من مادة شبه موصلة من النوع n على طرفي طبقة رقيقة مصنوعة من مادة شبه موصلة أيضًا من النوع p، وتسمى هذه الطبقة المركزية القاعدة، أما الطبقتان الأخريان فتسمى إحداهما الباعث والأخرى الجامع. ويوضح الشكل 12-5 كيف يمكن لجهاز الحاسوب اتخاذ الرسمين التخطيطيين لنوعي الترانزستور، ويوضح السهم المرسوم على الباعث اتجاه التيار الاصطلاحي يوضح الشكل 13-5 طريقة عمل ترانزستور npn ويمكن اعتبار وصلتي pn في الترانزستور تشكيلًا مبدئيا لدايودين موصولين معًا بصورة عكسية. وتعمل البطارية تجربة عملية القرارات؟ ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية الموضوعة على اليمين V على إبقاء الجامع ذي شحنة موجبة أكبر من شحنة الباعث. الشكل 13-5 تظهر الدائرة التي ويكون الدايود الموجود بين القاعدة والجامع منحازا عكسيا، وتكون طبقة النضوب تستخدم ترانزستور npn كيف يمكن عريضة، ولذلك لا يسري تيار من الجامع إلى القاعدة، وعندما توصل البطارية خيم الجهد. الموضوعة عن يسار ٧ تكون القاعدة ذات شحنة موجبة أكبر من شحنة الباعث، هذا من شأنه أن يجعل الدايود الموجود بين القاعدة والباعث منحازا أماميا، فيؤدي ذلك إلى السماح للتيار ) بالمرور من القاعدة إلى الباعث. إن القاعدة الرقيقة جدا جزء من كلا الدايودين في الترانزستور. يقلل تدفق الشحنات بواسطة التيار من الانحياز العكسي للدايود الذي بين القاعدة والجامع، بحيث يسمح للشحنة بالتدفق من الجامع إلى الباعث لذا ينتج التغير القليل في التيار يا تغيرا كبيرا في التيار ... يسبب تيار الجامع هبوطا في الجهد عبر المقاوم.R. وتنتج التغيرات الصغيرة في الجهد ٧ ال RC Vc Re وزارة التعليم Minist56ucation 2023-1445

ربة المطبق على القاعدة تغيرات كبيرة في تيار الجامع، مما يؤدي إلى تغيرات في الهبوط في الجهد عبر المقاوم .R. ونتيجة لذلك فإن الترانزستور يضخّم تغيرات الجهد الصغيرة الضوء الأحمر 3 إلى تغيرات أكبر كثيرًا. وإذا كانت الطبقة المركزية مصنوعة من مادة شبه موصلة من ركب دائرة كهربائية تحتوي على النوع n فإن الأداة عندئذ تسمى ترانزستور pnp ويعمل هذا الترانزستور بطريقة مماثلة مصدر قدرة مستمر DC ومقاوم لطريقة عمل ترانزستور npn إلا أن قطبي كل من البطاريتين معكوسان. مقداره 47052 ودايود مشع للضوء الأحمر متصلة معا على التوالي. كسب التيار يعد كسب التيار من دائرة القاعدة إلى دائرة الجامع مؤشرًا مفيدا على أداء صل السلك القصير الخاص الترانزستور. وعلى الرغم من أن تيار القاعدة صغير جدًّا إلا أنه يعتمد على جهد القاعدة بالدايود الباعث للضوء مع القطب الباعث الذي يتحكم في تيار الجامع، فمثلاً، إذا أزيل الجهد في الشكل 12-5، السالب لمصدر القدرة الموصول فسوف يهبط تيار الجامع إلى الصفر. وإذا ازداد الجهد ۷ ازداد تيار القاعدة ، بمقبس GFC المحمي ثم صل وازداد أيضًا تيار الجامع 1 ولكن بصورة كبيرة من المحتمل أن يزيد 100 مرة أو أكثر). يتراوح مدى كسب التيار من القاعدة إلى الجامع من 50 إلى 300 للاستخدامات العامة بالمقاوم. ثم صل الطرف الآخر السلك الآخر الخاص بالدايود للمقاوم مع القطب الموجب للضوء في التوهج. للترانزستورات. لمصدر القدرة ثم زد الجهد في جهاز التسجيل، تُضخّم التغيرات الصغيرة في الجهد الحثي في الملف الناتجة عن بالتدريج حتى يبدأ الدايود المشع المناطق الممغنطة الموجودة على الشريط ؛ لتحريك ملف السماعة. وفي الحواسيب يمكن للتيارات الصغيرة في دوائر القاعدة الباعث تشغيل وإيقاف التيارات الكبيرة في لاحظ قراءة الجهد على مصدر دوائر الجامع - الباعث. وبالإضافة إلى ذلك يمكن وصل العديد من الترانزستورات معا لتنفيذ عمليات منطقية، أو لإضافة أرقام معًا في هذه الحالات تعمل الترانزستورات 1. ضع فرضية حول ما يحدث إذا عمل مفاتيح تحكم سريعة الأداء بدلاً من عملها مضخمات. القدرة. عکست اتجاه التيار مع البطارية. التحليل والاستنتاج 3 وضح ملاحظاتك بدلالة خصائص الدايود المشع للضوء. 2 جرب عن طريق عكس التوصيلات الرقائق الميكروية دوائر متكاملة يسمى كل منها رقاقة ميكروية تتكون من آلاف الترانزستورات والدايودات والمقاومات والموصلات، وطول كل منها لا يتجاوز الميكرومتر الواحد. ويمكن صناعة كل هذه المكوّنات بمعالجة السليكون وتشويبه (إضافة شوائب) بذرات مانحة أو مستقبلة. إن الحجم الصغير للرقائق الميكروية الموضحة في الشكل -14-5 يسمح بوضع الدوائر المعقدة في مساحة صغيرة، ولأن الإشارات الإلكترونية تنتقل خلال مسافات قصيرة جدا فقد زاد هذا من سرعة الحواسيب وتستخدم الرقائق الآن في الأجهزة الكهربائية وفي السيارات، كما تستخدم في الحواسيب. تتطلب إلكترونيات أشباه الموصلات عمل الفيزيائيين والكيميائيين والمهندسين معا في فريق واحد ؛ حيث يساهم الفيزيائيون بمعرفتهم لحركة الإلكترونات والفجوات في وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 562

9920 G83162AG REV.B CE AAND الشكل 14-5 تشكل الرقائق الميكروية AUX أشباه الموصلات ويعمل الفيزيائيون والكيميائيون معًا على إضافة كميات مضبوطة ودقيقة من المعالجات (الشوائب) إلى السليكون ذي النقاوة الكبيرة. ويطوّر المهندسون وسائل إنتاج الرقائق التي تحتوي على الآلاف من الدايودات والترانزستورات المصغرة. و بتكاثف جهودهم معًا استطاعوا نقل عالمنا هذا إلى العصر الإلكتروني. قلب وحدة المعالجة المركزية في أجهزة الحاسوب. 5-2 مراجعة 27. دائرة الترانزستور تيار الباعث في دائرة الترانزستور 29. مقاومة الدايود قارن بين مقداري مقاومة الدايود نوع pn عندما يكون منحازا إلى الأمام وعندما يكون يساوي دائما مجموع تياري القاعدة والجامع + = 1. فإذا كان كسب التيار من القاعدة إلى الجامع منحازا عكسياً. يساوي 95 فما النسبة بين تيار الباعث إلى تيار القاعدة؟ 30. قطبية الدايود في الدايود المشع للضوء، ما الطرف الذي 28 هبوط جهد الدايود إذا كان الدايود في الشكل 59 يجب أن يوصل مع الطرف p لجعل الدايود يضيء؟ منحازًا إلى الأمام بواسطة بطارية ومقاوم موصول معه 31. كسب التيار إذا قيس تيار القاعدة في دائرة الترانزستور على التوالي، وتكوّن تيار يزيد على mA 10، وهبوط في فكان 55، وكان تيار الجامع 6.6mA ، فاح الجهد دائما V 0.70 تقريباً - افترض أن جهد البطارية مقدار كسب التيار من القاعدة إلى الجامع. زاد بمقدار 17 - احسب: 32. التفكير الناقد هل يمكن أن تستبدل ترانزستور npn a. مقدار الزيادة في الجهد عبر الدايود أو الجهد عبر المقاوم. بدايودين منفصلين يوصلون هنا بين إلى مقدار الزيادة في التيار المار في المقاوم منهما ؟ وضح إجابتك. وزارة التعليم Minist563ucation 2023-1445

◉ مختبر الفيزياء سؤال التجربة تيار الدايود وجهده تصنع أدوات أشباه الموصلات كالدايودات والترانزستورات باستخدام شبه موصل مصنوع من مادة من النوع p ومادة من النوع . وتسمى المادة شبه الموصلة المعالجة بالذرات المانحة شبة الموصل من النوع n، في حين تسمى المادة شبه الموصلة المعالجة بعنصر يترك فجوات في بنية الشبكة البلورية شبة موصل من النوع .p. يصنع الدايود بمعالجة المناطق المتجاورة في شبه الموصل بذرات المانح والمستقبل، مكوّنا وصلة pn. ستستقصي في هذه التجربة خصائص جهد وتيار الدايود. كيف تقارن بين خصائص التيار - الجهد لكل من الدايود والدايود المشع للضوء ومقاوم؟ الأهداف ا تجمع وتنظم بيانات الهبوط في الجهد والتيار لكل من الدايود والدايود المشع للضوء. الخطوات 1 أنشئ جدول بيانات مماثلا للجدول الموضح في الصفحة التالية. تقيس التيار المار عبر الدايود والدايود المشع للضوء كدالة 2 صل القطب السالب لمصدر القدرة مع الطرف السالب رياضية في الهبوط في الجهد. تقارن خصائص التيار - الجهد المقاوم مع دايودات. احتياطات السلامة استخدم التحذير المرفق مع التوصيلات الكهربائية وتجنب لمس المقاوم؛ لأنه قد يصبح ساخنا. صل مصادر القدرة مع مقبس GFCI المحمي لتجنب خطر الصدمة الكهربائية. المواد والأدوات للأميتر، كما هو LED b سند دایود 1002 0-12 V DC 3 صل طرف الدايود المغطى بشريط الفضة مع الطرف مصدر قدرة مستمر 12VDC- دايود مشع للضوء الأحمر الموجب للأميتر. مقاوم 2 100، أميتر mA DC 0-100 4 صل أحد طرفي المقاوم 10052 مع الطرف الحر للدايود. وقدرته 2W/ 1، أو 1W فولتمتر VDC (05) 5 صل سلكا من الطرف الحر للمقاوم 10052 مع القطب دايود 1N4002 أسلاك توصيل معزولة الموجب لمصدر القدرة. صل سلكا من الطرف الموجب لجهاز الفولتمتر مع طرف الدايود الموصول مع المقاومة، كما موضح في الرسم. وصل الطرف السالب للفولتمتر طرف الدايود المغطى بشريط الفضة الموصول. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 564

هبوط الجهد (۷) عبر الدايود 0 0.1 0.2 جدول البيانات تيار الدايود (mA) التحليل تيار الدايود المشع للضوء (mA) 1 أنشئ الرسوم البيانية واستخدمها باستخدام ورقة رسم بياني واحدة، ارسم وعيّن الرسم البياني للتيار مقابل الهبوط في الجهد لكل من الدايود والدايود المشع للضوء مثل التيار 1.9 2.0 على المحور x والهبوط في الجهد على المحور x ما شكل هذين المنحنيين البيانيين؟ 2. صياغة النماذج باستخدام قانون أوم احسب وحدد على الرسم 7. يجب أن تكون دائرة الدايود مماثلة للجزء (a) من البياني نفسه علاقة الجهد التيار للمقاوم 1000 من الجهد الرسم التخطيطي. تأكد من أن مؤشر مفتاح مصدر حتى 2 وسم هذا الخط المقاوم 1002. ما شكل هذا القدرة عند الصفر، ثم صله بمقبس الكهرباء. ابدأ المخطط؟ بتدوير مفتاح مصدر القدرة ببطء، وذلك من أجل زيادة الاستنتاج والتطبيق الهبوط في الجهد عبر الدايود من 0 حتى V 0.8، وبزيادة 1. قارن بين المنحنيات البيانية التيار الجهد للدايود والدايود جهد مقدارها V 0.1 في كل مرة، ثم دوّن قيمة التيار المشع للضوء والمقاوم. المقابلة لكل قيمة جهد. تحذير: إذا أصبح التيار أكبر 2 أي هذه الأدوات تحقق قانون أوم؟ مما يتحمله جهاز الأميتر الذي تستخدمه فلا تعمل 3 الاستنتاج والتحليل توصف الدايودات بأن لها نقطة تحول في على زيادة الجهد إلى قيمة أكبر، وتوقف أخذ الجهد. ما نقطة التحول للدايود المصنوع من السليكون، القراءات. حرّك مفتاح مصدر القدرة إلى الصفر، ثم وللدايود المشع للضوء الذي استخدمته ؟ 4 فسّر لماذا يصبح للدايود خاصية انبعاث الضوء عند تيار افصله عن مقبس الكهرباء. استعمل الدايود المشع للضوء بدل الدايود 1N4002، وذلك محدد mA 20 مثلاً؟ يقابل الجزء (b) من الرسم التخطيطي. صل طرف التوصيل القصير للدايود المشع للضوء مع الطرف الموجب للأميتر (الطرف السالب للفولتمتر)؛ وهي التوسع في البحث ما الذي يمكن فعله للحصول على أفضل قياسات لتيار الدايود؟ النقطة التي وصل بها الطرف المغطى بشريط الفضة للدايود. الفيزياء في الحياة صل الطرف الطويل للدايود المشع للضوء مع المقاوم ومع یسری تيار مقداره 75-150mA في المصابيح الكهربائية الطرف الموجب للفولتمتر. الصغيرة المثالية عند جهد معين. لماذا تفضل الشركات 10. صل مصدر القدرة بمقبس الكهرباء، ابدأ بتدوير مفتاح مصدر الصانعة استخدام الدايودات المشعة للضوء في أجهزة القدرة ببطء؛ وذلك لزيادة الهبوط في الجهد عبر الدايود المشع تشغيل الأقراص المدمجة أو مشغلات MP3 التي تعمل للضوء من 0 وحتى V 2.0 وبزيادة جهد مقدارها V 0.1 في على البطاريات؟ كل مرة، ثم دوّن قيمة التيار المقابلة لكل قيمة جهد. وشاهد الدايود المشع للضوء، ودون ملاحظاتك حوله. وزاية الشائع Minist 565ducation 2023-1445

الإثراء العلمي نيوم NEOM الذكاء الاصطناعي بموازنة ومقارنة الحقائق عن الحالة، ثم يستنتج الإجراءات الأكثر ملاءمة. ومع ذلك فإن الذكاء الاصطناعي يعمل فقط وفق برمجته بالمعرفة حول مواضيع بمجرد أن تفكر بالمستقبل سيقفز إلى ذهنك أمور أساسية، ووقائع محددة زُود بها الحاسوب، ويتعين على مستخدمي كالذكاء الاصطناعي، والواقع الافتراضي، وإنترنت الأشياء، الحاسوب أن يكونوا على علم دائم بهذه القيود للأنظمة والأجهزة الذكية المتصلة التي تسهل حياتنا. سوف يعتمد مشروع "نيوم NEOM" في ابتكاراته سياسة دخلت المملكة العربية السعودية التاريخ لتكون أول بلد يمنح المصدر المفتوح، كي يتسنى لنخبة علماء البيانات على مستوى الجنسية لروبوت، وهي خطوة لتعزيز الذكاء الاصطناعي كبادرة العالم تحليل البيانات وتحقيق الابتكارات، في حين سيجد رمزية حول مستقبل مشروع "نيوم NEOM" وكما قال ولي العهد المخترعون في "نيوم NEOM" ملاذا مثاليا لاستخدامه كمكان محمد بن سلمان في مبادرة مستقبل الاستثمار مأهول لإجراء التجارب والاختبارات الحضرية. الذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence استخدمت عبارة الذكاء الاصطناعي لأول مرة عام 1955م. وعرفت على أنها "الفهم العلمي لآليات التفكير الضمني والسلوك الذكي وتضمينها في الآلات". فقد تحتاج المهمة أحيانًا إلى ذكاء اصطناعي لكي تكون منطقية جدا، وأحيانًا الخبيرة. فقط نحن نرحب بالحالمين الذين يريدون صنع عالم جديد". عليها، وبإمكانها إجراء حوارات كاملة مع البشر. أخرى تحتاج إلى ذكاء اصطناعي للتفكير والتصرف وفقا يمتلك وجه الروبوت صوفيا القدرة على تفسير المشاعر، وتعقب تعابير الوجه والتعرف الرغبات الإنسان. ويهدف الذكاء الاصطناعي إلى تطوير أنظمة يمكنها أداء المهام المنطقية والتصرف وفقا لرغبات مهن إن دراسة الرياضيات، والمنطق الرياضي ولغات برمجة الحاسوب مهمة لتطوير الأنظمة التي يمكنها اتخاذ قرارات يستخدم الذكاء الاصطناعي حاليا للتحكم في حركة منطقية. ويؤكد علم النفس على أن هذه القرارات يمكن أن السيارات إلا أنها غير قادرة تمامًا حتى الآن على فهم اللغة تأخذ طابعا إنسانيا. الإنسان معا. التي يخاطب بها الجهاز بشكل تام ودقيق، ولكن هذا في ذاته يشكل هدفًا مستقبلاً. التوسع الاصطناعي؟ وقد أُحرز تقدم في هذا المجال، ولكن حتى الآن لا يزال 1. ناقش القضية هل هناك حدود أخلاقية في تطوير الذكاء دماغ الإنسان أفضل كثيرًا من الحواسيب في هذا المجال. 2 إدراك السبب والنتيجة ما المشكلات التي قد تؤدى بالأنظمة ومع تحسين الرؤية قد تمكن الروبوتات الآلية من استكشاف الخبيرة إلى اتخاذ قرار غير دقيق؟ كوكب آخر دون الحاجة إلى روّاد فضاء. 3. التفكير الناقد في أي الحالات يجب أن يكون الذكاء ويمكن استخدام الأنظمة الحاسوبية الخبيرة في المجال الاصطناعي عقلانيا ورشيدًا بصورة مطلقة، وفي أي الحالات. ينبغي أن يشمل الرغبات الإنسانية؟ الطبي لتشخيص الاضطرابات بدقة عالية؛ حيث يقوم ... 566 وزارة التعليم

الفصل 5 دليل مراجعة الفصل 5-1 التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة المفردات المفاهيم الرئيسة Conduction in Solids . أشباه الموصلات . إن مستويات الطاقة المسموح بها في المواد الصلبة للإلكترونات الخارجية في الذرة . نظرية الأحزمة تتوزع في حزم واسعة بواسطة المجالات الكهربائية لإلكترونات الذرات المجاورة. . أشباه الموصلات . تنفصل حزم التكافؤ والتوصيل بواسطة فجوات طاقة ممنوعة، وذلك يعني أن هناك مناطق في مستويات الطاقة لا توجد الإلكترونات فيها. النقية الشوائب • في الموصلات، يمكن للإلكترونات أن تتحرك خلال المواد الصلبة لأن حزم التوصيل مملوءة جزئيا. . أشباه الموصلات . تُعالج أشباه الموصلات من النوع n بذرات مانحة للإلكترونات، ويمكنها التوصيل نتيجة غير النقية (المعالجة) استجابة الإلكترونات الممنوحة لفروق الجهد المطبقة. . تعالج أشباه الموصلات من النوع p بذرات مستقبلة للإلكترونات، ويمكنها التوصيل بواسطة الفجوات على أن تكون متاحة للإلكترونات في حزمة التوصيل. 2- الأدوات الإلكترونية Electronic Devices المفردات . الدايود . طبقة النضوب المفاهيم الرئيسة . يمرر الدايود التيار الكهربائي في اتجاه واحد فقط. ويمكن استخدامه في دوائر التقويم لتحويل التيار المتردد AC إلى تيار مستمر DC. . الترانزستور . تتحد الإلكترونات والفجوات القريبة من إحدى جوانب وصلة الدايود لتنتج منطقة خالية . الرقاقة الميكروية من ناقلات الشحنات وتعرف هذه المنطقة بطبقة النضوب. . إن تطبيق فرق جهد ذي قطبية محددة عبر الدايود يؤدي إلى زيادة عرض طبقة النضوب بصورة كبيرة، فلا يلاحظ أي تيارات خلالها. ويسمى الدايود في هذه الحالة الدايود المنحاز عكسيا. • إن عكس القطبية للجهد المطبّق عبر الدايود يقلل من عرض طبقة النضوب بصورة كبيرة، فيلاحظ التيار خلالها، ويسمى الدايود في هذه الحالة الدايود المنحاز أماميا. • يعمل الترانزستور مضخمًا ومقويا للإشارات، وهو عبارة عن شريحة مكونة من ثلاث طبقات من المادة شبه الموصلة تكون على شكل طبقات npn أو pnp، وتكون طبقة القاعدة المركزية رقيقة جدا مقارنةً بالطبقات الأخرى؛ أي الباعث والجامع وزارة التعليم Minist5ucation 2023-1445

تقويم الفصل 5 568 خريطة المفاهيم تطبيق المفاهيم 33. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات 40. في مخطط حزم الطاقة الموضح في الشكل 16-5 الآتية: الترانزستور دايود السليكون، يبعث ضوءا، يوصل الكهرباء في كلا الاتجاهين. مكونات الدائرة الكهربائية أي منها تمثل المادة التي لها أكبر مقاومة؟ LED سلك نحاس التضخيم إتقان المفاهيم توصيل في اتجاه واحد الشكل 16-5 41. في مخططات حزم الطاقة الموضحة في الشكل 16-5 أيها له حزم توصيل نصف ممتلئة ؟ 42. في مخططات حزم الطاقة الموضحة في الشكل 16-5 أيها يمثل أشباه موصلات؟ .34 كيف تختلف مستويات الطاقة في بلورة عنصر 43. تزداد موصلية الجرافيت عندما ترتفع درجة معين عن مستويات الطاقة في ذرة مفردة من ذلك العنصر ؟ (1-5) الحرارة. فهل توصيل الجرافيت للكهرباء أكثر من النحاس أم السليكون؟ 35. لماذا يؤدي تسخين أشباه الموصلات إلى زيادة 44. أي المواد الآتية تعمل عوازل جيدة: مادة لها فجوة موصليتها؟ (1-5) 36. ما الناقل الرئيس للتيار في المادة شبه الموصلة من النوع ؟ (1-5) 37. يطبق جهاز الأوميتر فرق الجهد على الأداة لفحصها، ويقيس التيار، ويبين مقاومة الأداة. إذا قمت بتوصيل الأوميتر بين طرفي الدايود، فهل يعتمد التيار الذي تقيسه على أي طرف للدايود يوصل مع القطب الموجب لجهاز الأوميتر؟ وضح إجابتك (2-5) .38. ما معنى رأس السهم على الباعث في رمز دائرة الترانزستور؟ (2-5) 39. صف تركيب الدايود المنحاز أماميا. ووضح كيفية عمله. (2-5) ممنوعة عرضها eV 8، أم مادة لها فجوة ممنوعة عرضها eV 3، أم مادة ليس لها فجوة ممنوعة؟ 45. بالنسبة لذرات المواد الثلاث الواردة في السؤال السابق، أي هذه المواد أكثر صعوبة عند انتزاع إلكترون من ذراتها ؟ 46. حدد إذا كان المصباح الكهربائي في كل من الدوائر a,b,c الموضحة في الشكل 17 مضيفا أم لا. A الشكل 17-5 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

تقويم الفصل 5 47. في الدائرة الموضحة في الشكل 18-5، حدد ما إذا كان أحد المصباحين L و يا مضيئا، أم كلاهما مضيء، أم كلاهما غير مضيء. 123 الشكل 18-5 48. استخدم الجدول الدوري لتحديد أي العناصر الآتية يمكن أن يضاف إلى الجرمانيوم لتكوين شبه موصل من النوع : B، C، N، P، Si، Al Ge .Ga. As. In. Sn. Sb. 49. هل يُظهر جهاز الأوميتر مقاومة أكبر عندما يكون الدايود من النوع pnمنحازا أماميا أم منحازا عكسياً؟ 50. إذا أظهر جهاز الأوميتر في المسألة السابقة مقاومة متدنية فهل يكون سلك توصيل الأوميتر عند رأس سهم الدايود ذا جهد مرتفع أم ذا جهد منخفض ؛ مقارنة بالسلك الآخر الموصول بالأوميتر؟ 51. إذا قمت بمعالجة الجرمانيوم النقي بعنصر الجاليوم وحده، فهل تنتج مقاوما، أم دايودًا، أم ترانزستورا؟ إتقان حل المسائل 5-1 التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة 52. ما عدد الإلكترونات الحرة الموجودة في سنتمتر مكعب من الصوديوم؟ علما أن كثافته تساوي g/cm 0.971 ، وكتلته الذرية تساوي g/mol 22.99، عندما يوجد إلكترون حر واحد في كل ذرة. 53 لعنصر السيلكون النقي تبلغ عدد الإلكترونات الحرة في كل سنتمتر مكعب 1.55x10e-/cm3 عند درجة حرارة 0 إذا علمت أن كثافة السليكون تساوي g/cm3 2.33، والكتلة الذرية للسليكون تساوي g/mol 28.09 فما نسبة الذرات التي تحتوي على إلكترونات حرة؟ 52 الأدوات الإلكترونية 54 LED إذا كان هبوط الجهد عبر الدايود المشع للضوء المتوهج يساوي 1.20 تقريبا. وفي الشكل 19-5، فإن هبوط الجهد عبر المقاومة هو الفرق بين جهد البطارية وهبوط الجهد عبر الدايود المشع للضوء ما مقدار التيار الكهربائي الماز خلال كل مما يأتي؟ a. الدايود المشع للضوء LED b. المقاومة 1.2 V LED ww R = 240 10 الشكل 19-5 بطارية - 55. أراد عمر زيادة التيار المار خلال الدايود المشع للضوء في المسألة السابقة ليصبح mA 10×3 على أن تكون إضاءته أكثر سطوعًا. افترض أن هبوط الجهد عبر الدايود المشع للضوء بقي 1.27، فما مقدار المقاومة التي ينبغي له استخدامها ؟ 56. الدايود وصل دايود من السليكون ذو الخصائص I/V الموضحة في الشكل 10-5 مع بطارية من خلال مقاومة مقدارها 50 270. إذا كان الدايود منحازا إلى الأمام بواسطة بطارية، وكان تيار الدايود يساوي 15mA، فما مقدار جهد البطارية؟ 57. افترض أن المفتاح الموضح في الشكل 20-5 مفتوح، وحدد كلاً من: a تيار القاعدة. b. التيار الجامع. . قراءة جهاز الفولتمتر. وزارة التعليم Minist569ucation 2023-1445

تقويم الفصل 5 15000 15 V 120,000 12 الشكل 20-5 سملال 3.5 V 58. افترض أن المفتاح الموضح في الشكل 20-5 مغلق، وهبوط الجهد عبر وصلة القاعدة الباعث يساوي 0.70V ، وكسب التيار من القاعدة للجامع يساوي 220، وحدد كلا من: a تيار القاعدة. b. تيار الجامع. . قراءة الفولتمتر. مراجعة عامة 59. الموجات الكهرومغناطيسية التي تصطدم بالسليكون تحرك الإلكترونات من حزمة التكافؤ إلى حزمة التوصيل عندما تكون الفجوة الممنوعة فيه eV 1.1. ما أكبر طول موجي للإشعاع الذي يمكن أن يثير الإلكترون بهذه الطريقة؟ تذكر أن / E = 1240 eV.nm. 60. صمام الـ Si يظهر دايود السليكون الخاص عند توقعه إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 104°C افترض أن جهد القاعدة العكسي بقي ثابتا . (إنتاج الناقل الحراري للجرمانيوم يتضاعف لكل زيادة في درجة الحرارة مقدارها 13°C). 62 LED ينتج الدايود المشع للضوء ضوءا أخضر طوله الموجي 550nm عندما تتحرك الإلكترونات من حزمة التوصيل إلى حزمة التكافؤ احسب عرض الفجوة الممنوعة بوحدة eV في هذا الدايود. 63. ارجع إلى الشكل 21-5 وحدد كلًا من: a. قراءة الفولتمتر. b. قراءة A. . قراءة A. درجة حرارة DC تيارًا كهربائياً مقداره 1.04 التفكير الناقد ww 220 V جميع الدايودات من السيليكون = 10.0 V (^i الشكل 21-5 عندما يكون منحازا عكسياً. ما التيار الذي يمكن 64. تطبيق المفاهيم هناك بعض المحركات في توقعه إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 104°C افترض أن جهد القاعدة العكسي بقي ثابتا. (إنتاج الناقل الحراري للسليكون يتضاعف لكل زيادة في درجة الحرارة مقدارها (8°C). 61. صمام الـ Ge يظهر دايود الجرمانيوم الخاص عند درجة حرارة DC تيارًا كهربائياً مقداره 1.54 عندما يكون منحازا عكسياً. ما التيار الذي يمكن الشكل 22-5، تدور في اتجاه عند تطبيق قطبية معينة وتدور في الاتجاه المعاكس عند عكس القطبية. a. أي دائرة c b a ستسمح للمحرك بالدوران في اتجاه واحد فقط ؟ b. أي دائرة ستؤدي إلى تلف المنصهر الكهربائي (الفيوز) عند تطبيق قطبية غير صحيحة ؟ . أي دائرة تنتج اتجاه دوران صحيح بـ النظر عن القطبية المطبقة 570 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

تقويم الفصل 5 d ناقش مزايا وعيوب كل من الدوائر الثلاث. الشكل 22-5 البارزة في مجال العلوم، وصف تطبيق مبدأ الاستبعاد على نظرية الحزم في التوصيل وخصوصا في أشباه الموصلات. 68. اكتب مناقشة تتكون من صفحة واحدة حول مستوى طاقة فيرمي عند تطبيقها على مخططات حزم الطاقة لأشباه الموصلات على أن تتضمن المناقشة رسما واحدا على الأقل. 65. تطبيق المفاهيم يوضح الشكل 23-5 خصائص مراجعة تراكمية لاثنين من الدايودات المشعة للضوء 69. أنبوب من النحاس طوله 200 عند 23°C والتي تتوهج بألوان مختلفة. يتعين أن يوصل ما مقدار التغير في طوله إذا ارتفعت درجة حرارته کل دايود ببطارية جهدها 9.07 من خلال مقاومة. إذا كان كل دايود يشغل بتيار مقداره 0.040A ، فما مقدار المقاومات التي ينبغي اختيارها لكل دايود؟ تيار - جهد LED 0 0.5 1 2 1.5 2.5 (۷) فرق جهد 0.04 0.02 3 إلى 978؟ (فيزياء (2) الشكل 23-5 .66. تطبيق المفاهيم افترض أن الدايودين الواردين في المسألة السابقة قد وصلا معا على التوالي، فإذا استخدمت البطارية الواردة في المسألة السابقة نفسها، وكان التيار المطلوب يساوي 0.035A فما المقاوم الذي ينبغي استخدامه؟ الكتابة في الفيزياء 67. ابحث حول مبدأ الاستبعاد لباولي وحياة فولفجانج باولي، وسلط الضوء على إسهاماته وزارة التعليم Minist571ucation 2023-1445

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي: 1. أي العبارات الآتية الخاصة بالدايود تعد غير صحيحة ؟ يمكن للدايود........ تضخيم الجهد الكشف عن الضوء أن يبعث ضوءًا تقويم التيار المتردد أي الصفوف في الجدول الآتي تمثل الوصف الأفضل لأشباه موصلات السليكون لكل من النوع n والنوع p؟ النوع n النوع P إلكترونات مضافة معالج بالجاليوم إلكترونات مضافة معالج بالزرنيخ معالج بالزرنيخ D فجوات مضافة فجوات مضافة 2. تحتوي كل ذرة كادميوم على إلكترونين حرين. معالج بالجاليوم ما عدد الإلكترونات الحرة الموجودة في 7.1cm. أي الصفوف الآتية تمثل أفضل وصف لسلوك أشباه العنصر الكادميوم، علما أن كثافة الكادميوم تساوي الموصلات النقية - سيلكون نقي - عند زيادة درجة الحرارة؟ 98650 kg/m³ 1.24×102 A 9.26X1022 B 9.26×1024 1.17×1027 D المقاومة الموصلية تزداد تزداد تزداد تقل تقل تزداد تقل تقل 3 إذا كان تيار القاعدة في دائرة الترانزستور يساوي 45A وتيار الجامع يساوي 8.5mA ، فما مقدار كسب التيار من القاعدة إلى الجامع؟ 110 A 190 B 205 C 240 D 8. يتضاعف إنتاج الإلكترون حرارياً في السليكون لكل ارتفاع في درجة الحرارة مقداره 8°C. يظهر دايود السليكون تيارا 2014 عند درجة حرارة C° 0 عندما يكون منحازا عكسياً. كم يكون مقدار التيار عند 112°C 4، في المسألة السابقة إذا زاد تيار القاعدة بمقدار HA 5، فما إذا كان جهد القاعدة العكسي ثابتا ؟ مقدار الزيادة في تيار الجامع ؟ 5 μA A 1 mA B 10 mA C 190 μA D 11μA A 33AB 44μA Ⓒ 66AD 5. تبين دائرة ترانزستور أن تيار الجامع 4.75mA، وكسب التيار من القاعدة إلى الجامع 250 فما مقدار تیار القاعدة؟ 572 4.75 mA C 1.19 μA 1190 mA D 18.9 A B وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

الأسئلة الممتدة وصل دايود السليكون في اتجاه منحاز إلى الأمام مع مصدر قدرة من خلال مقاوم مقداره 92 485 ، كما موضح أدناه، إذا كان هبوط جهد الدايود يساوي 0.70V، فما مقدار جهد مصدر القدرة عندما يكون تيار الدايود mA 14؟ V₁-0.70 V إرشاد رگز R-485 w 1-14mA إذا تحدث الطلاب الجالسون إلى جوارك أثناء الاختبار، فيتعين عليك أن تنتقل إلى مكان آخر. فقط انتبه إلى تعليمات المعلم أثناء الاختبار؛ لأن الحديث أثناء الاختبار إلهاء ومضيعة للوقت، فضلاً عن أن المعلم قد يعتقد أنك تغش، فلا تتحدث مع الآخرين وركز في الاختبار. اختبار مقنن وزارة التعليم Minist573ucation 2023-1445