半導体の原理

関連知識

■半導体の原理
半導体とは、電気を通す導体と電気を通さない絶縁体の中間的な抵抗値を持つ物質のことをいいます。元素単体ではシリコンやゲルマニウムなどがあり、これを真正半導体といい、 シリコンやゲルマニウムにホウ素やリンなどの不純物を入れたものを不純物半導体といいます。

＜真正半導体＞
シリコンやゲルマニウムは価電子(最外殻にある電子)を4つ持っており、それぞれの元素同士が共有結合しております。 この状態は安定していますが、外部から熱や光が与えらえると電子の一部が結合を離れて自由に動ける状態となります。 この電子が移動した跡は正孔といい、そこにまた他の電子が移動してくることで電流が流れます。



＜不純物半導体：n型半導体 , p型半導体＞
価電子を4つ持つシリコンに対して、3つの価電子をもつホウ素(B)等を混ぜると、電子が一つ足りない状態で共有結合する部分があります。 ここが正孔となり、先ほど説明した真正半導体と同じ原理で電流が流れます。電子が足りないということは電荷は相対的にプラスの状態となるので、これをp型(positive)半導体といいます。 なお電子を受け取る元素のことをアクセプタといいます。

対して、5つの価電子をもつリン(P)等を混ぜると、電子が一つ余る状態となります。この電子が自由電子となり電流が流れます。電子が余っているということは電荷は相対的にマイナスの状態となるので、これをn型(negative)半導体といいます。 なお電子を供給する元素のことをドナーといいます。



■半導体の活用例
半導体の活用例に、トランジスタ、ダイオード、太陽光パネル、LEDなどがあります。半導体=トランジスタと思うかもしれませんが、トランジスタは半導体の一部です。

サブチャンネルあります。⇒ 何かのお役に立てればと

関連記事一覧 トップメニュー 電気・電子回路 電気回路の基本 ・電気回路図の読み方の基本 ・オームの法則,キルヒホッフの法則 ・直列回路, 並列回路 ・電力 ・伝送損失 ・インピーダンス ・交流電流 ・回路素子外観 コイル ・RL回路 ・電磁弁 , リレー コンデンサ ・コンデンサの原理 ・RC回路 ・RC回路② ・RLC回路 ・RLC回路のインピーダンス 半導体 ・半導体の原理 ・トランジスタ ・ダイオード 　・還流ダイオード 　・ツェナーダイオード 　・整流回路 抵抗 ・プルアップ/プルダウン抵抗 ・終端抵抗 電圧変換器 ・変圧器(AC-AC) ・AC-DCコンバータ ・DC-DCコンバータ ・インバータ(DC-AC) オペアンプ ・オペアンプの原理 ・反転増幅回路 ・コンパレータ デジタル回路 ・デジタル回路とは ・集積回路用語 ・論理回路 ・加算器、減算器 ・フリップフロップ ・シフトレジスタ ・マイコン構成要素 ・CPUパッケージの種類 ・メモリ(ROM等) ・フラッシュメモリ ・DRAM ・AD(アナログデジタル)変換 モーター ・モータの種類 ・モータの構造, 部品名 ・モータの損失 ・モータの電流位相 ・ブラシ付きDCモータ ・ブラシレスDCモータ ・ACモータ(誘導電動機) ・3相/2相変換, クラーク変換 ・dq変換, パーク変換 ・正弦波生成, 三角波比較方式 ・ベクトル制御 センサ ・温度センサ ・圧力センサ ・回転検出センサ ・加速度センサ ・ジャイロセンサ その他 ・ローサイド/ハイサイド駆動 ・回路の故障検出 ・ブレッドボード ・アース , 漏電ブレーカ ・感電の原因 ・サージ電流 ・Hブリッジ回路 ・PWM制御 ・スイッチの種類 ・クロック発生器