半導体ってなに？

半導体ってなに？

電気をよく通す導体と通さない絶縁体の中間にある物質が半導体で、半導体のうちシリコンがトランジスタ、ダイオード、ICなどの半導体素子に多く使われています。

10^-4～10^6[Ω･m]程度

さらに半導体は結晶構造から以下のように分類できます。

通常、半導体素子には真性半導体に不純物(ドナー）を混入させた不純物半導体が利用され、この不純物の種類によってp型半導体やn型半導体を生成できます。

ちなみにp型、n型はPositive、Negativeの意味ですが、電子が多いか、正孔（ホール）が多いかによって分類されます。回路設計でよく使われるnpnトランジスタやpnpトランジスタの元となります。トランジスの前に少しダイオードの動作についてですが、ダイオードは一般的にPN接合ダイオードでp型半導体とn型半導体によって構成されています。

pn接合面では実際には電子とホールが結合し、接合面付近では電子もホールも存在しない状態、空乏層という呼ばれる部分が存在します。

ダイオードに順方向電圧と逆方向電圧かけたときの電子の動き。

[順方向電圧]

電子がp領域へ移動し、空乏層がどんどん狭くなります。従ってp→nへ電流が流れます。電子が移動することは電流が流れることと等価になります。また、電子の流れと電流の流れは逆方向になることに注意。

[逆方向電圧]

電子はプラス極へ、ホールはマイナス極に引き付けられるため空乏層が広がり、電子が移動できないため、電流は流れません。

逆方向電圧を上げていくと、ある電圧で急激に電流が流れはじめます。この電圧を降伏電圧といいます。

このよに一方向だけに電流を流す作用を整流作用と呼びます。

AC-DCコンバータの整流回路なんかでダイオードが使われますね。

今回はここまで。