الوحدة الثانية االلكترونيات أهداف الوحدة الثانية: عزيزي الطالب: بعد د ارستك هذه الوحدة ستكون قاد ار على: التعرف على الدارة الكهربية المفتوحة. رسم دائرة كهربائية بسيطة مفتوحة. التعرف على الدارة الكهربية المغلقة. رسم دائرة كهربائية بسيطة مغلقة. ذكر أنواع المواد من حيث موصليتها للتيار الكهربائي. ذكر أمثلة على كل نوع. التعرف على المواد شبه الموصلة. ذكر ممي ازت أشباه الموصالت. ذكر أمثلة على أشباه الموصالت. ذكر التوزيع اإللكتروني لبعض أشباه الموصالت. رسم بلورة بعض أشباه الموصالت. التعرف على المقصود بتطعيم المواد. رسم بلورة جرمانيوم مطعمة بعنصر من المجموعة الثالثة. رسم بلورة جرمانيوم مطعمة بعنصر من المجموعة الخامسة. التعرف على الثنائيات. ذكر وظيفة الثنائي. رسم رمز الثنائي. بيان مفهوم االنحياز األمامي. بيان مفهوم االنحياز العكسي. ذكر أنواع الثنائيات. التعرف على الثنائي العادي. ذكر وظيفة الثنائي العادي. رسم رمز الثنائي العادي. رسم دائرة االنحياز األمامي. التعرف على ثنائي زينر. ذكر وظيفة ثنائي زينر. 1
رسم رمز ثنائي زينر. شرح كيفية توصيل ثنائي زنير في الدارة. التعرف الثنائي الباعث للضوء. ذكر استخدامات الثنائي الباعث للضوء. رسم رمز الثنائي الباعث للضوء. شرح كيفية توصيل الثنائي الباعث للضوء في الدارة. التعرف على الثنائي الحساس للضوء. ذكر استخدامات الثنائي الحساس للضوء. رسم رمز الثنائي الحساس للضوء. شرح كيفية توصيل الثنائي الحساس للضوء في الدارة. ذكر استخدامات الثنائيات. رسم دارة عمل الثنائي كمفتاح. رسم دارة تقويم نصف الموجة. رسم دارة تقويم موجة كاملة باستخدام 4 ثنائياتالقنطرة. التعرف على الت ارنزستور. توضيح أنواع الت ارنزستور. تمثيل رمز كل نوع. ذكر استعماالت الت ارنزستور. ذكر أنماط توصيل الت ارنزستور كمضخما. رسم أنماط توصيل الت ارنزستور كمضخم. شرح كيفية عمل الت ارنزستور كمفتاحا. ذكر بعض تطبيقات استخدام الت ارنزستور كمفتاح إلكتروني. ذكر بعض م ازيا الت ارنزستور كمفتاح. الحقائق والقوانين والنظريات: يحتوي سم 3 واحد من السيليكون النقي على 01 01 إلكترون حر. يحتوي سم 3 واحد من السيليكون المطعم على 01 01 إلكترون حر. المقاومة الداخلية للثنائي المصنوع من الجرمانيوم 311 أوم ومن السيليكون 011 أوم تقريبا. يقوم الثنائي بتوصيل التيار عندما يكون جهد المصعد P أعلى من جهد المهبط عن 0.7V أمامي. لثنائي مصنوع من السيلكون و 0.3V لثنائي مصنوع من الجرمانيوم ويكون N بمقدار يكافئ أو يزيد عندئذ في حالة انحياز 2
ثنائي زينر السيلكونى مصمم ليسمح بمرور تيار خالله عندما يكون موصال بطريقة االنحياز العكسي عندما يساوى أو يزيد جهد االنحياز عن جهد زينز يتم تحديده عند صنع الثنائي. عند وصل ثنائى زينر فى حالة االنحياز األمامى يعمل كثنائى عادى..VS جهد البطارية.Vd جهد الثنائي I. شدة التيار R: R =VsVd / I قيمة المقاومة التي يجب توصيلها على التوالي مع الثنائي لحمايته من شدة التيار الثنائي الحساس للضوء يعمل على تمرير التيار الكهربائي عند تعرضه للضوء بحيث تزداد طرديا كمية التيار المار باالزدياد كميه الضوء الساقطة عليه. إشارة + تعني القطب الموجب. إشارة تعني القطب السالب. األنشطة والتجارب العلمية التي يمكن تحقيقها: التجربة 1 / الدارة الكهربية البسيطة: األدوات مفتاح كهربى ضاغط مصباح كهربي وصلة عدد 2 جهاز متعدد القياس.DMM الخطوات: كون دارة كهربية كما هو واضح بالشكل: اضغط على المفتاح الكهربي. ماذا تشاهد استبدل المصباح الكهربي بأحمال أخرى وفى كل مرة استخدم جهاز األميتر لقياس شدة التيار المار في كل من هذه األحمال ثم أكمل الجدول التالي: حمل م الحمل شدة التيار مالحظات 1 كهربي مصباح 2 مروحة كهربية 3 طنان 4 ثنائي باعث للضوء 3
D1 DIODE مقاومته عند التوصيل العكسي تجربة 2 / اختبار صالحية الثنائي: الخطوات: 0 أحضر عدد من الثنائيات. 2 اضبط DMM على مقياس المقاومة الظاهرة عليه رمز الثنائي 3 قم بقياس مقاومة الثنائي. 4 اعكس الثنائي وقم بالقياس. 1 أكمل الجدول التالي:/ نوع الثنائي مقاومته عند التوصيل األمامي سليكون جرمانيوم تجربة 3/ تحديد جهد ثنائى زيز: 0 كون الدارة التالية: مكوناتها: مصدر كهربائي متغير جهده أعلى من جهد زينز مقاومة ثابتة لحماية الثنائي التيار أميتر لقياس شدة التيار فولتميتر لقياس فرق الجهد بين طرفي زينز. 2 غير قيمة فرق الجهد بشكل تدريجي وليكن 3V في كل مرة وأكمل الجدول التالي: جهد المصدر 0 3 6 9 12 15 جهد الفولتميتر شدة التيار من التلف الناتج عن زيارة 3 الق ارءة التي يستقر عليها جهاز الفولتميتر هي جهد زينز. 4
تجربة 4 / العالقة بين قيمة التيار في الثنائي الباعث وشدة الضوء الساقط عليه: 0 ركب الدائرة اآلتية: مكوناتها: ثنائي باعث للضوء مقاومة متغيرة للتحكم في قيمة التيار المار في الدائرة مصددر جهدد أميتدر لقيداس شدة التيار 2 غير قيمة التيار المار للثنائي من خالل المقاومة المتغيدرة والحدش شددة اإلضداءة بازديداد التيدار حسدب قد ارءة األميتدر. دو ن مالحظاتك. تجربة 5 / العالقة بين قيمة الضوء الساقط على الثنائي الحساس للضوء وقيمة التيار المار في الدائرة. 0 ركب الدائرة اآلتية.Dark current 2 غير من شدة الضوء الساقط على الثنائي الحساس للضوء بحيث/ أ ضع يدك أو شيء معتم فوق الثنائي لحجب الضوء عنه ثم حدد قيمة التيار المعتم ب عرض الثنائي لمصباح مضيء ثم جد قيمة التيار الضوئي.Light current نوع التيار قيمته المعتم المضيء 5
تجربة 6 / الثنائي مقوم موجة كاملة ركب الدارة 0 التالية: 2 آلية عملها: في أثناء النصف الموجب للموجة يكون الثنائيين,D1 D3 منحازين أماميا بينما D2 D4, منحازين عكسيا وبذلك يمر تيار هذا النصف الموجب عبر D1 ثم D3 ليكمل دورته إلى المنبع. في أثناء النصف السالب للموجة يكون الثنائيين D2 D4, منحازين أماميا بينما,D1 D3 منحازين عكسيا وبذلك يمر تيار هذا النصف الموجب عبر D2 D4, ليكمل دورته إلى المنبع وهكذا يمر تيار ثابت إلى الحمل. حدد شكل الموجة الناتجة. ارسم في دفترك المسار الذي تتبعه الموجة السالبة. تجربة 7 / فحص صالحية الت ارنزيستور: األدوات: ت ارنزيستور جهاز متعدد القياس.DMM ضع جهاز متعدد القياس DMM على تدريج األوم. أوصل طرفي جهاز األميتر ]األحمر يمثل القطب الموجب + واألسود يمثل القطب السالب[ مع أط ارف الت ارنزيستور كما هو واضح بالشكل ثم أكمل الجدول: C B B المحاولة C المقاومة E B o + 1 O + 2 o + 3 + o 4 + o 5 + o 6 بعد د ارستك للجدول السابق: كم مرة حصلنا على مقاومة منخفضة. 6
ما قيمة هذه المقاومة. ما نوع الت ارنزيستور. في حالة عدم توفر جهاز متعدد القياس DMM وضح كيف يمكن استخدام مصباح كهربائي وسلك ي توصيل لفحص صالحية الت ارنزيستور. تجربة 8 / اختبار تكبير التيار في الت ارنزيستور: 0 كون الدائرة الموضحة بالرسم بحيث يكون الباعث هو المشترك بين مرحلتي الدخل والخرج. أ حرك ذ ارع المقاومة المتغير ثم خذ ق ارءات مختلفة لشدة تيار الدخل IB وشدة تيار الخرج :IC IB 10µA 20 µa 30 µa 40 µa 50 µa 60 µa IC 2.5mA 5mA 7.5mA 10mA 12.5mA 15mA 3 يتضح من الجدول السابق أن تغي ار في شدة تيار القاعدة مقداره بضعة ميكرو أمبي ارت سوف ينتج عنه تغي ار في تيار المجمع بضعة ملي أمبي ارت وهذه الخاصية تظهر لنا الت ارنزيستور كمكب ارت للتيار. تجربة 9/ تحديد معامل تكبير الت ارنزيستور: يمكن تحديد معامل تكبير الت ارنزيستور باستخدام جهاز متعدد القياس الرقمي DMM. من الت ارنزستو ارت. 0 احضر عددا 2 اضبط مؤشر الجهاز على.HFE 3 ضع الت ارنزيستور الم ارد تحديد معامل تكبيره في المكان المحدد لذلك على جهاز DMM بحيث توضع أط ارفه بصورة صحيحة. 4 الق ارءة التي نحصل عليها هي معامل تكبير الت ارنزيستور أكتب النتائج في الجدول التالي: الت ارنزيستور التركيب المخطط معامل التكبير 2N2222 SIN 2a CN3055 SIN 23a BC109 SIN 2a BC141 SIN 2a BC547 SIN 7a BC557 SIP 7a BC640 SIP 7c 7
حل تمارين الوحدة الثانية: ص 37 نشاط 1 المواد التي تضاف لتكوين ش ارئح موجبة أو سالبة: ابحث في الجدول الدوري عن أسماء عناصر أخرى تضاف إلى السليكون أو الجرمانيوم لتنتج إلى أ شريحة سالبة اإلجابة/ عناصر المجموعة الخامسة مثل: النيتروجين N والفسفور P واالنتيمون. Sb بشريحة موجبة اإلجابة/ عناصر المجموعة الثالثة مثل: البروم B واأللمنيوم Al والجاليوم GA واالنديوم In.Ti و الثاليوم 2 أكتب التوزيع االليكتروني لهذه المواد أ الشريحة السالبة: النيتروجين ب الشريحة الموجبة: البوروم 0 الفسفور N 10 األنتيمون Sb 01 P 1 B األلمنيوم الجاليوم GA 31 03 Al 3 أرسم تكون شريحة سالبة وأخرى موجبة من إضافة هذه المواد للسيليكون الحل ص 30 من الكتاب ص 42 : أسئلة وتدريبات. 0 عدد استخدامات الثنائي الباعث للضوء أ الحل/ لمبة إشارة للداللة على وصول التيار لألجهزة الكهربائية. في اآلالت الحاسبة إلظهار األرقام على شاشة العرض فيها. في الدائرة المجاورة أجب يلي: أي المصباحين سيضيء عند غلق المفتاح L1 ألنه سيكون منحاز أماميا بأي المصباحين سيضيء عند عكس قطبي البطارية مع غلق المفتاح L2 ج عند استبدال البطارية أي منهما سيكون في حال انحياز أمامي وأي منهما سيكون في حال انحياز عكسي عند وصول النبضة الموجبة للطرف الموجب للثنائي P1 سيكون منحا از أماميا وعندها يكون P2 منحاز عكسيا ألن النبضة الموجبة لمصدر الجهد ستصل للطرف السالب للثنائي أو العكس صحيح. إذن/ سيضيء كل ثنائي عند انحيازه أماميا ويطفئ اآلخر وهكذا. 8
د أي نوع من الثنائيات يقوم بعمل الثنائي العادي والمصباح معا الثنائي الباعث للضوء.LED نشاط 6 ص 43 / 3 عدد أرجلها = شكلها دائري ب. بيضاوي نصف دائري مستطيل. ج. المادة التي تغلفها. مذبذب. د. استخدامها مضخما مكبر مفتاح 9
إثراء مبحث التكنولوجيا }} مراجعة الوحدة الثانية {{ السؤال األول: اختر اإلجابة الصحيحة شوكلي باردين بارتين جميع ما سبق. تم اخت ارع أول ت ارنزستور من قبل 0. عند وصل ثنائي زينر بطريقة االنحياز األمامي يعمل كثنائي حساس للضوء باعث للضوء عادي جميع ما ذكر 2. يقوم الثنائي بتوصيل التيار عندما يكون جهد المصعد أعلى من جهد المهبط بمقدار يساوي 1.3 1.2 1.0 1.0 3. 411 311 211 011 4. المقاومة الداخلية لثنائي مصنوع من الجرمانيوم يستعمل كعنصر الكتروني يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط الت ارنزستور المقاومة الثنائي المكثف 1. الباعث المجمع القاعدة الجانب جميع ما يلي من مكونات الت ارنزستور ما عدا 6. األلمنيوم الزرنيخ الكربون الفسفور 0. لتكوين شريحة سالبة نضيف إلى السليكون أو الجرمانيوم األلمنيوم الزرنيخ الكربون الفسفور 0. لتكوين شريحة موجبة نضيف إلى السليكون أو الجرمانيوم العادي الباعث للضوء الحساس للضوء زينر الثنائي المستخدم لمجس في دا ارت اإلنذار هو 9. A, C, B, E 01.يرمز للقاعدة في الت ارنزستور بالرمز 00. لتضخيم فرق الجهد والتيار تستخدم توصيلة الباعث المشترك القاعدة المشتركة المجمع المشترك ليس مما سبق الباعث المشترك القاعدة المشتركة المجمع المشترك ليس مما سبق 02.لتضخيم فرق الجهد تستخدم توصيلة الباعث المشترك القاعدة المشتركة المجمع المشترك ليس مما سبق 03.لتضخيم التيار تستخدم توصيلة السؤال الثاني: ضع عالمة أمام العبارة الصحيحة وعالمة أمام العبارة الخطأ: 0. تم اخت ارع الصمام المفرغ من قبل العالم اإلنجليزي جون فليمنج 2. عند إضافة عنصر من عناصر المجموعة الثالثة إلى بلورتي السيلكون ينتج شريحة سالبة 3. ثنائي زينر يسمح بمرور تيار عندما يوصل بطريقة االنحياز األمامي 4. غالبا ما يكون الجهد الذي يعمل عليه الثنائي الباعث للضوء 2 فولت 1. يوصل الثنائي الباعث للضوء في حالة انحياز عكسي 6. يتناسب التيار المار بالثنائي الحساس للضوء طرديا مع كمية الضوء الساقطة عليه 0. القيمة الطبيعة لمعامل تكبير الت ارنزستور السيلكوني هي 011 0. يرمز للثنائي الحساس للضوء بالرمز 9. ثنائي زينر يوصل على التوالي مع الحمل 01.الثنائي العادي يعمل في منطقة االنحياز األمامي 00.الثنائي الباعث للضوء تعتمد شدة إضاءته على التيار المار فيه 02.يوصل الثنائي الحساس للضوء مع الدا ارت في حالة االنحياز األمامي 03.يرمز للت ارنزستور NPN بالرمز 11
السؤال الثالث: أذكر اسم المصطلح العلمي الدال على العبا ارت التالية: مسار مغلق للتيار يتكون من أسالك التوصيل والحمل والمفتاح. 0. إضافة عناصر المجموعة الثالثة أو الخامسة إلى بلورتي السيلكون أو الجرمانيوم. 2. ابسط العناصر االلكترونية وتتكون من شريحتين متجاورتين أحداهما موجبة واألخرى سالبة. 3. النسبة بين تيار المجمع إلى التغير في تيار القاعدة. 4. عنصر الكتروني يسمح بمرور التيار من خالله عندما يكون في حالة االنحياز العكسي ويستخدم لتنظيم الجهد. 1. عنصر الكتروني يتكون من بلورتين متجاورتين من أشباه الموصالت أحداهما من النوع السالب واآلخر من النوع الموجب. 6. منطقة ناضبة خالية من حامالت الشحنة تفصل بين الشريحة من النوع الموجب والشريحة من النوع السالب في الثنائي. 0. ثنائي سليكوني مغلف باسطوانة تسمح بمرور التيار إليه من خالل نافذة زجاجية. 0. ثنائي يعمل على تمرير التيار الكهربائي عندما يتعرض للضوء. 9. 01. عنصر الكتروني يتكون من ثالث ش ارئح متحدة معا تعالج بحيث يكون الجزء األوسط موجبا أو سالبا في حين الطرفين ذات شحنة مخالفة لألوسط. 00. مواد لها تركيبات الكتروني تمكننا من التحكم في درجة توصيلها للتيار الكهربائي واتجاه هذا التوصيل. 02. ثنائي يستعمل كمجس في دا ارت اإلنذار المختلفة. 03. ثنائي باعث للضوء يعطي ضوء ذو لون واحد على شكل حزمة ضيقة جدا. السؤال ال اربع: أكمل الف ارغات التالية: تنقسم المواد من حيث توصيلها للتيار الكهربائي إلى و و. 0 و أكثر المواد استخداما في تصنيع المواد شبه الموصلة. 2 تقع أشباه الموصالت في المجموعة من الجدول الدوري. 3 لزيادة موصلية أشباه الموصالت تطعم بعناصر من المجموعة أو. 4 إلنتاج شريحة موجبة تطعم أشباه الموصالت بعناصر من المجموعة. 1 إلنتاج شريحة سالبة تطعم أشباه الموصالت بعناصر من المجموعة. 6 عندما يكون فرق الجهد سالبا والمهبط موجبا يكون الثنائي في حالة انحياز. 0 يقوم الثنائي بتوصيل التيار عندما يكون جهد المصعد أعلى من جهد المهبط بمقدار يزيد أو يكافئ للثنائي المصنوع 0 من السيليكون و للثنائي المصنوع من الجرمانيوم عندما يكون في حالة انحياز أمامي. في حالة كون فرق الجهد على المصعد سالبا والمهبط موجبا يكون الثنائي في حالة. 9 01 يستخدم الثنائي العادي في. 00 عند وصل ثنائي زينر في حالة انحياز األمامي فانه يعمل. 02 يوصل ثنائي زينر مع الحمل. 03 تحسب قيمة المقاومة الالزمة لحماية الثنائي الباعث للضوء من خالل العالقة. 04 يرمز للثنائي العادي بالرمز. 01 موصلية السيليكون أو الجرمانيوم النقي أقرب إلى. 06 من أنواع الثنائيات و و. 00 تستخدم أربعة ثنائيات على شكل قنطرة للقيام بد. 00 عند زيادة فرق الجهد في وضع االنحياز العكسي للثنائي تحدث حالة. 09 لحماية الثنائي من ارتفاع التيار يوصل على التوالي مع. 11
21 و و من األلوان التي تعطيها الثنائيات الباعثة للضوء. 20 يوصل الثنائي الحساس للضوء في حالة. 22 يوجد نوعان للت ارنزستور هما و. 23 يرمز للمجمع في الت ارنزستور بالرمز. 24 يعمل الت ارنزستور كمفتاح يتحكم به بواسطة. السؤال الخامس: علل لما يأتي: حلت المواد شبه الموصلة محل الصمامات المفرغة في تصنيع القطع االلكترونية. 0 استخدام ثنائي زينر في الدو ارت االلكترونية. 2 استخدام الثنائي كمفتاح. 3 استخدام الثنائي الباعث لألشعة تحت الحم ارء. 4 عادة يوصل الثنائي الباعث للضوء مع مقاومة على التوالي. 1 استخدام الثنائي في التعويم نصف الموجبي. 6 استخدام الثنائيات كلمبة إشارة. 0 استخدام مقاومة ثابتة على التوالي مع الثنائي. 0 وجود سهم في رمز الت ارنزستور. 9 01 استخدام توصيلة الباعث المشترك للت ارنزستور. 00 استخدام توصيلة المجمع المشترك للت ارنزستور. السؤال السادس أجب حسب المطلوب: ما مبدأ عمل الثنائي في تقويم التيار المتردد. 0. ارسم منحنى خواص الثنائي العادي. 2. ارسم منحنى خواص ثنائي زينر. 3. عدد استخدام الثنائيات. 4. عدد ممي ازت استخدام أشباه الموصالت في تصنيع القطع االلكترونية. 1. أذكر استخدام الثنائي الباعث للضوء. 6. عدد استخدام الت ارنزستور. 0. قارن بالرسم بين طرق توصيل الت ارنزستور. 0. عدد التطبيقات التي تستخدم فيها الت ارنزستور مفتاحا الكترونيا. 9. 01. عدد م ازيا الت ارنزستور كمفتاح مقارنة بالمفاتيح العادية. 00. إذا كان فرق الجهد الذي يعمل عليه تنائي 4V و أعلى تيار يستحمله 3.0MA احسب قيمة المقاومة للثنائي. 02. ارسم دارة استخدام الثنائي كمفتاح. 12
السؤال الثامن: أكمل البيانات الالزمة لكل مما يلي: أكمل بيانات الت ارنزستور نوع الت ارنزستور هو اذكر نوع كل من الثنائيات التالية: تمت بحمد هللا بالتوفيق والنجاح 13