半導体
読み:はんどうたい
外語:semiconductor
電気導体
と
絶縁体
の中間の電気伝導率を持つ物質。
目次
概要
特徴
用途
素材
機構
部品
種類
用途による分類
熱暴走
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。
特徴
用途
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。
整流 ‐ 電気を一方向にだけ通す (
ダイオード
)
増幅 ‐ 電気信号を大きくする (
トランジスタ
)
スイッチング ‐ 電気を通したり止めたりする (
MOSFET
)
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。
素材
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。
機構
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。
部品
種類
半導体から作られる主要な部品は次の通りである。
ダイオード
トランジスタ
サイリスタ
用途による分類
(電子回路用の半導体) (特別な呼称なし)
パワー半導体
(電源回路用)
熱暴走
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。
再検索