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電気を通す物は 導体と言います。 (電線など)
電気を通さない物は 絶縁物と言います。(紙、空気、プラスチックなど)
その中間的な物が 半導体なのです。
つまり、電気を通しそうで通さなさそうななんとも中間的な物が半導体なのです。
この電気を通したり、通さなかったりする性質をうまく使っているのです。
従って、光や温度など周囲の影響を受けやすい性質があります。逆にこれらの性質を使って太陽電池など光関係の部品や、温度センサーなどを作ることも出来ます。
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トランジスター、ダイオード、メモリー、マイクロコンピュータなどです。
太陽電池や発光ダイオード、さらにレーザーダイオードなどの光製品も作られます。マイクロコンピュータやメモリーなどは、まとめてLSI(大規模集積回路)と呼ばれます。
電気の制御に関する部品を作り出すことが出来ます。電気を増幅したり、光を出したり、逆に光を電気に変えたりするのです。光を電気に変える物をセンサーと呼びます。カメラのフィルムの代わりに使われるCCDと呼ばれる製品もありますし、ガスを関知するセンサーを作ることも出来ます。
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現在主流の材料は【シリコン】です。半導体は4価の物質が使われます。例えばダイヤモンドやサファイアなども半導体の材料として使えます。さらに、3価と5価の物質の化合物も擬似的な4価の物質となりますので化合物を材料とする事もあります。
化合物半導体としては、ガリウムと砒素の化合物(ガリ砒素)が有名です。ガリ砒素は高周波用に使われます。光を出す半導体には、アルミニウムなどを添加した物も使います。
シリコンは砂です。固めると石です。専門家の間では半導体を【石】と呼びます。これは真空管を【玉】と呼んでいた事に対する呼び方です。
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かなり専門的ですが、日本の工業会(業界団体)は次のように分類しています。
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半 導 体 |
標準品 |
専用品 |
ASCP(カスタム) |
ASSP(専用品) |
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でも、この表では、ま〜ったく分かりませんよね?
工業会の分類ではなく、製品の集積度(素子数)で分類したほうが一般かもしれません。トランジスタやダイオードはディスクリート、マイコンやメモリはICまたはLSIと言われます。
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ディスクリート部品 (単体部品) |
1〜5素子 |
ダイオード、トランジスタなど |
IC (集積回路) |
10〜50素子 |
ゲート、カウンタなど |
LSI(大規模集積回路) |
100万素子 |
マイコン、メモリなど |
ICは、ダイオードやトランジスタをたくさん集積した物です。
LSIは100万個ものトランジスタを5mmほどのチップに集積した物です。
50個程度がICで、100万個がLSI、じゃあ1000個程度の製品はなぁんて言うのぉ?と言うことになりますが、まぁ、堅いことは言わない。
時代とともに数は大きく変化しているのです。最初は5個〜50個程度を集積する事がやっとでした。しかし、技術の進展と共に集積度がどんどん上がっており、近年(1999年)2億5600万個のトランジスタと、同じく2億5600万個のコンデンサ、あわせて5億個もの部品を1チップに集積した『256メガ』と呼ばれるメモリが生産されています。これもLSIと呼ばれています。
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写真の技術を使って、とても小さな配線をします。1mmの間に2000本の線を通す事も出来ます。5mm四方程度の小さなシリコンチップの上に100万個ものトランジスタを作る事が出来ます。
とても小さくて、しかも電気をあまり消費しない回路を作ることが出来るのです。
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データを記憶する物です。とにかく、たくさん記憶できた方がいいので集積度がどんどん上がっています。1999年現在128メガビットと呼ばれる製品が主力製品です。1メガは100万ですから128メガは1億2800万ビット(ビットは記憶の単位)を縦横9mmほどの小さなチップの中に集積しています。集積度は2〜3年毎に4倍になると言われてます。集積度が4倍になると値段は2倍になると言われています。つまり2年ごとに記憶にかかる費用が半分になるのです。しかし、現実には会社ごとの競争原理が働いて価格はどんどん安くなり、ビット当たりの価格はものすごい勢いで下がっています。
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タイトル:半導体のすべて
著者 :菊池 正典
出版社 :日本実業出版社
ISBN:ISBN4−534−02852−0
定価 :1500円 (税別)
発行 :1999年10月5日(第7版)
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