第4回：半導体とは何か，pn接合ダイオードとトランジスタ
《第4回の講義の内容》
今回の講義では前回行った演習の解説がなされた後，通常の講義が行われた。当初の授業計画と講義の進度を比べてみると微妙なズレが生じてきているが，あまり気にしない事にしよう。前述のように演習の解説が行われたので講義自体は非常に短かった。よって本ページの内容も少し薄っぺらい印象を受けるかもしれないがあしからず・・・。
《分かったこと》
「トランジスタとは」
どうやら曽我氏は半導体の特にトランジスタについて講義したかったようなのだが，レジメ中では「トランジスタは20世紀を代表する発明のビッグ3の1つ（曽我氏の意見）」と書いてあるのみで詳しく言及している部分はなかった。すると今回の講義はトランジスタを学ぶ上での布石なのだろうか。
「半導体とは」
「半導体は良導体と絶縁体の中間のようなもの」という話をよく聞くが，一体半導体とはどういうものなのだろうか。（良導体・絶縁体については第2回講義のページを参照）曽我氏は半導体を「電圧や僅かな不純物によってある程度の電流が流れるもの」と定義している。皆さんは高校時代に学んだ化学の「元素の周期率表」を覚えているだろうか。�限押丙燃絢�で周っている電子が4個のもの）の元素が半導体に該当する。筆者が実際に周期率表を調べてみると炭素（C），珪素（Si）ゲルマニウム（Ge）スズ（Sn）鉛（Pb）があった。
「n型半導体」
ここでシリコンに�溝欧慮義任任△襯螢鵑鯣�量に混合する。リンはシリコンの結晶の中に入り込んで一応安定に結合するが，リン原子の最外周を周っている電子は5個であるために，遊んでいる電子，つまり自由電子になり得る電子が1個存在するのだ。よってリンを混ぜたシリコンは良導体に近い性質を持つ半導体となるのだ。このような半導体を「n（negativeの略）型半導体」と呼ぶ。
「p型半導体」
次にシリコンにガリウムを混入してみよう。ガリウムは最外周の電子が3個ある。これもまたシリコン結晶に入り込んで一応安定的に結合するが，電子が1個足りない状態にあり，近隣に自由電子があれば捕らえてしまう体制にある。言わば空き座席のようなものだ。自由電子を捕らえてしまうイメージからこのような半導体を「p（positive）型半導体」と呼ぶ。
《まとめ》
- 半導体とは電圧や混合物によってある程度の電流が流れる物質である。
- シリコン結晶にリンを微量混入するとn型半導体になる。
- シリコン結晶にガリウムを微量混入するとp型半導体になる。
《関連サイト-さらに詳しく調べたい方は下記のサイトヘどうぞ》
またまた今回もお休みです。m(_)m
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