さんぎょう
産業の米
(その3)
動作げんり
99年11月28日作成
00年01月05日更新
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 半導体で様々な部品を作ることが出来ます。中でもダイオードとトランジスタが最もポピュラーな部品です。(他に抵抗や、コンデンサを作ることも出来ます。)
ダイオード

ダイオードは片方にだけ電気を流す部品です。
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ダイオードの記号は矢印です。
矢印の方向に電流が流れます。

電気はプラスとマイナスがあります。 プラスとプラスは反発します。
マイナスとマイナスも反発します。

PからNへは流れますが、NからPへは流れないのです。

Pの中にあるプラスの部分は、ホントは電子が無い穴なのです。これをホール(正孔)と言います。電子はマイナスです。電子が一つ足りない所(電子の穴)は、あたかもプラスのように動くのです。

ani-di.gif P型の半導体は電子が足りない孔(正孔)があります。

この孔はあたかもプラスのように動きます。 つまりマイナス側に引っ張られて下へ動いて行きます。

プラスのキャリア(正孔)とマイナスのキャリア(電子)が出会うと、 電子が正孔に落ち込みます。これでそれぞれのキャリアは消滅します。 これを再結合と言います。 この結果、電子が下(N型)から上(P型)へと流れて行くのです。
N型の半導体は電子が余っています。

電子はマイナスの電荷を持っています。 電子はプラスに引っ張られて上へ上がって行きます。

電子がPとNのつなぎ目を通るときに、エネルギーを出します。目に見えるエネルギーにした物が発光ダイオードです。色々な色を作ることが出来ます。

エネルギーのレベルが小さいと、出る電波の長さが長くなり、目に見えない光『赤外線(せきがいせん)』となります。エネルギーを高くすると赤となり、もっと短い電波にすると黄色、青となり、紫になるはずです。青は難しかったのですが、最近『青』も出せるようになりました。

赤外線の発光ダイオードは、リモコンの送信機に使われています。

ダイオードに光を当てると、電気が出来ます。『太陽電池』です。

ダイオードで熱を出したり、熱を吸収する事もできます。『ペルチェ素子』と言います。半導体でれいぞうこを作ると、モーターが無いので、とても静かなのです。びょういんやホテルなどのへやで使うと良いですよね? また、とても小さいので手のひらに乗る、小がたのれいぞうこを作ることも出来ます。

トランジスタ

トランジスタは電気の流れ方を変える部品です。
semi-05.gif
エミッタからコレクタへ電流を流します。流れる量はベースでちょうせいできるのです。

エミッタからベースに電流を流します。このとき、ベースをうんとうす〜く作ると、エミッタから入った電子がいきおいあまってコレクタへ飛び込んじゃうのです。

ベースを、と〜っても うすくすると、エミッタからベースへ入った電子のほとんどが、ベースを突き抜けてコレクタへ飛び込むのです。

そうすると、ほんのわずかなベース電流で、大きなコレクタ電流をせいぎょ出来るようになります。




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