不純物半導体

こんにちは。きのひです。

 

「マンガでわかる半導体」 渋谷道雄 著 高山ヤマ 作画 トレンド・プロ 制作 を読みました。

平成22年4月23日 第1版第1刷発行

 

 

 

 

 

 

 

海辺で水着姿の女子たちとたわむれる夢を見ていた羽戸(はど)ユタカはインターホンの音におこされます。

そこに立っていたのは奈園(なぞの)メイ。

 

 

 

 

 

 

 

彼女はなかなか家に帰れないユタカの父が派遣してきた家政婦でした。

「ご飯まだですよね?すぐにできますからね-!!」

 

 

 

 

 

 

 

 

そんな彼女は「ご主人様っ!」

「私に半導体を教えてください!」

 

半導体って何?甘美な響き・・・」と少々強引に「個人レッスン」へと導きます。

 

 

 

 

 

 

 

 


そもそも半導体とは何か。

それは「一言では言えない」

 

 

 

 

 

 

 

 


半導体をどのような方向から注目するかによって見え方が全然違うから。たとえば


1.半導体という物質に注目

 

2.そしてその物質を利用した電子回路部品に注目

 

3.またその部品を設計・製造に関わる半導体産業として注目

 

4.部品として活用するための基礎技術(設計・製造方法)に注目

 

 

 

 

 

 

 

 


導体は電気をよく通すもの(良導体)

たとえば銅やアルミニウムのような金属。

 

 

 

 

 

 

 

 


絶縁体は電気を通さないもの(不良導体)

たとえば陶器・空気・セメントなど。

 

 

 

 

 

 

 

 


半導体はそれらの中間的伝導特性を持つ物質」

 

半導体の材料のシリコンは純粋な単結晶になると室温(約20℃)では電気抵抗が高く絶縁体と言ってもいい。

 

 

 

 

 

 

 


そんなシリコン原子の構造を壊さないようにしてところどころほかの原子と交換すると不純物半導体になります。

結晶構造を大きく変化させないようにするにはシリコンと作る分子の電子の軌道がシリコン単体と類似している必要がある。

 

 

 

 

 

 

 

 


そこで使われるのがシリコンよりも電子が一つ多いリンと、外殻電子が一つ少ないホウ素です。

このような不純物をほんの少し加えるだけで導体のような性質に変化する。

 

 

 

 

 

 

 

 


リンのようなシリコンより電子を余分に持つ不純物が含まれるものを「n型半導体」と呼びます。

逆に電子の少ないホウ素などの不純物が入ったものを「p型半導体」という。

 

 

 

 

 

 

 

 


このn型半導体とp型半導体を結晶構造が急激に崩れないようにその規則性を壊さないように

連続した結晶のまま徐々にn型からp型に変化させることで整流素子というものができます。

 

 

 

 

 

 

 

 


整流素子とは電流の流し方を変えることによって電流の流れやすい方向と流れにくい方向を作りだすこと。

 

「交流を直流にしたりね!」

 

 

 

 

 

 

 

 

 

最近の家電製品にはほとんど半導体部品が入っています。

その部分を動作させるためには直流電源が必要になる。

 

 

 

 

 

 

 

 


「あとはラジオとかの放送電波から音声信号を取りだす場合などにも利用されている」

 

 

 

 

 

 

 


このような原理を知らなくてもいろいろ便利に使える・・ありがたいことです。