さんぎょう こめ
産業の米
(その3)
動作げんり
1999年11月28日作成
2000年01月05日更新
おとな用はこちら

 半導体で色々な部品を作ることが出来ます。 ダイオードとトランジスタが最も有名ですが、 抵抗や、コンデンサを作ることも出来ます。 これらをたくさん組み合わせた物がIC(集積回路)です。
ダイオード

ダイオードは一方向だけに電気を流す部品です。 逆方向には流れません。
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へ流れます。 NからPへは流れません。

Pの中にあるプラスの部分は、ホントは電子が無い穴です。 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。

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。

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。

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。 この結果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。
結果として、電子が下(N型)から上(P型)へと流れて行くのです。

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。 エネルギーの大きさは、物質に寄って決まります。 物質を変えると、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)』になります。 エネルギーを高くすると赤くなり、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、電気が発生します。『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? 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を増幅する (大きくする) 部品です。 小さい信号を、大きい信号にします。

エミッタからコレクタへ電流を流します。
流れる量をベースでちょうせいします。

ベースからエミッタへ電流をながします。 (電子は電流とは逆に動くので、電子はエミッタからベースに流れます) このとき、ベースを うすくすると、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。

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んじゃうのです。

すると、少しのベース電流で、大きなコレクタ電流をせいぎょ出来ます。 これを 増幅 と言います。

ベース電流の10倍〜100倍のコレクタ電流が流れます。 つまり信号を10倍〜100倍に増やすことができます。

トランジスタはテレビやラジオなどにたくさん使われていて、小さい信号を大きな信号に変えています。


ICの作り方

メニュー

何に使われる?