إلكترونيات الحالة الصلبة

نطاق التكافؤ: النطاق الذي تشغله الإلكترونات في الحالة الطبيعية. مكتمل أو شبه مكتمل.

نطاق التوصيل: النطاق الأعلى طاقةً، حين تنتقل إليه الإلكترونات تصبح حرة التحرك وتُوصّل الكهرباء.

الهوّة الطاقوية (Eg): الفجوة بين النطاقين. تحدد نوع المادة:
• موصل: لا هوة أو هوة صغيرة جداً (تداخل النطاقين)
• شبه موصل: هوة صغيرة (Si: 1.1 eV, Ge: 0.67 eV)
• عازل: هوة كبيرة جداً (SiO₂: ~9 eV)

مبدأ عمل الداوود: مكوّن من وصلة P-N. يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط (التحيز الأمامي)، ويوقفه في الاتجاه المعاكس (التحيز العكسي).

تطبيقات: تحويل التيار المتردد (AC) إلى مستمر (DC) في أجهزة الشاحن — الداوود يسمح بنصف الموجة الموجبة فقط.

الترانزستور كمفتاح: تيار صغير في القاعدة (Base) يتحكم في تيار كبير بين المُجمّع (Collector) والمُشعّث (Emitter). استخدامه في الحوسبة: يمثل 0 (مفتوح) و1 (مغلق).

الترانزستور كمضخّم: إشارة صوتية ضعيفة تدخل القاعدة وتخرج من المُجمّع بقدرة أكبر بكثير. استخدامه في مكبرات الصوت ومضخمات الإشارة.

التطعيم (Doping):
• النوع N: إضافة ذرات ذات 5 إلكترونات تكافؤ → زيادة إلكترونات حرة
• النوع P: إضافة ذرات ذات 3 إلكترونات تكافؤ → ظهور ثقوب (فجوات) موجبة