半導体

読み：はんどうたい
外語：semiconductor

品詞：名詞

電気導体と絶縁体の中間の電気伝導率を持つ物質。

概要

銅やアルミニウムのように電気を良く通す「電気導体」と、ゴムやガラスのように電気を通さない「絶縁体」の中間の性質を持ち、条件に応じて導体にも絶縁体にもなりうる物質を半導体という。

大きく、元素半導体と化合物半導体とに分けられる。

半導体はその名が示すように、電気を通しやすい「導体」と、電気を通さない「絶縁体」の両方の特性を併せ持った物質である。

電気回路における半導体の使い道は、次の三種類である。

大昔は真空管と呼ばれる部品で行なわれていたこれらの作用は、現在は半導体部品へと置き換わっている。

水素からウランまで天然に存在する92種類の元素中で半導体になれるのは、珪素(シリコン/Si)、ゲルマニウム(Ge)、セレン(Se)など数種類のみである。

元素半導体としては、珪素(シリコン)が半導体の材料としてよく使われており、シリコンバレーという名はハイテク産業の代名詞となっている。

これに対して化合物半導体は、シリコンよりも高速に動作したり、低電圧で動作したりなど優れた特性を持つほか、光に反応したり、マイクロ波を放出したりなどの性質を兼ね備えることが可能であることから、研究が進められている。

高純度の半導体結晶に微量の不純物を混入させると、その不純物の種類によりp型半導体とn型半導体という電気的性質が異なった半導体結晶ができる。

この2種類の半導体を組み合わせることで、トランジスタなどの各種電子部品が作られる。

半導体から作られる主要な部品は次の通りである。

半導体は温度が高まるほど抵抗値が減少し、電流が増す。

電流が増すことによって発熱し、更に抵抗値が減少して電流が増す。

このループ状態を熱暴走という。