don_takosの日記： 半導体入門日記

職場の配転で半導体をやることになった。ダイオードだ。
しかし、門外漢のわたしには難しいので、ここで勉強日記を書いてみようと思うが、
絵が貼れないのが残念だ。

１．導体、絶縁体、半導体
導体というと「電気を通しやすいもの」
絶縁体は「電気を通しにくいもの」
半導体は「導体と絶縁体との中間」
であるらしい。この境界ははっきりしているか連続的なものであるかはまだ
わからない。

導体の例は、銀、銅、アルミ、鉄、金、
絶縁体の例は、石英、雲母、エボナイト、天然ゴム、テフロン、空気、SF6など
半導体の例は、シリコン、ゲルマニウム、亜酸化銅、セレンなど
が上げられる。
【課題】単体元素については、周期表で位置をチェックすること。

ごく簡単な判別法は、1.5Vの電池と豆電球を用意して、試料を挟んだとき、
電球がつくかどうかで、導体と絶縁体とは見分けられる。しかし半導体はどうか。

電球がつくということは、十分な電流が流れているということであり、試料の「電気抵抗が小さい」ということができる。

単なる抵抗体じゃないんだな

[cyber205 (4374)]

普通の高抵抗体と何が違うのかというと、
外部からの影響で大きく抵抗が変化する。不純物のドーピングでも大きく変化する。
さらに不純物をうまく調整すると…そのへんが半導体の面白いところですね。

高純度の単体はあんまり面白い性質ないのかというとそうでもなくて、
ピン立てたりするとダイオードになったりして。実は２本立てるとトランジスタもできるんですが、
いや最初に発見された時はそういうモノだったのですが、不安定すぎて実用化は難しかったようです。

通りすがり

[Anonymous Coward]

金属と半導体のもうひとつの定義。

金属：抵抗の温度係数が正（温度をあげると抵抗が増える）
半導体：温度係数が負（温度をあげると抵抗が減る）
絶縁体：温度によらず電流が流れない（抵抗がとっても高い、ギガオームとか）

ただし、同じ物質でも、ある温度（たとえば室温）では「金属的」であっても、
液体窒素温度（約マイナス２００℃）では半導体あるいは絶縁体になるものも
あるので注意が必要。

また、半導体の代表といわれるシリコン、ゲルマニウムについても、非常に
純粋な（不純物の非常に少ない）ものは、室温ではほとんど絶縁体。これに、
ボロンとかリンとかの不純物を少し添加すると、半導体になる。ダイオードや
トランジスタには、このような不純物を少量添加したものを使う。
ちなみに、さら不純物の量を増やすと金属的な伝導を示すようになります。

かえって混乱させてしまったかな？