IT、IoT等のﾃｸﾉﾛｼﾞの発展にかかせないのが半導体ですが、今年に入り半導体ﾁｯﾌﾟ不足のため、自動車等の生産ﾗｲﾝに悪影響を及ぼしているようです。半導体とは何か？そこで今回は半導体についての雑学です。
一般的に「半導体」といえば半導体を使用した電子部品(半導体素子)のことを指します。半導体は文字通り導体と絶縁体の中間の性質を備えた物質です。金属は電気をよく通す導体で、ﾌﾟﾗｽﾁｯｸやｺﾞﾑ等は電気を通さない絶縁体です。そして、その中間の導電性を持つのが半導体です。半導体の材料でよく知られているものにｹｲ素(ｼﾘｺﾝ)等があり、真性半導体と言われます。
半導体素子に使われる材料には、ｼﾘｺﾝ等にﾋ素やﾘﾝ等の不純物を加えたN型半導体、ﾎｳ素やｶﾞﾘｳﾑ等の不純物を加えたP型半導体があり、これらの半導体を組合わせることで、様々な電気的特性を持った半導体素子が生まれます。
写真9は以前製作した鉄道模型用の制御基板です。ｱﾙﾌｧﾍﾞｯﾄを振った部品が半導体素子になります。ちょっとした電子基板でもこれだけの半導体素子が使用されています。ちなみに表9のNPN、PNP、N-chは使用する半導体(N型、P型)の種類や接合方法を表しています。
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| 写真9 鉄道模型用の制御基板 |
| 種類 | 機能 | |
| A | NPNﾄﾗﾝｼﾞｽﾀｰ | 電流の流れを制御する。 |
| B | PNPﾄﾗﾝｼﾞｽﾀｰ | 電流の流れを制御する。 |
| C | N-ch MOS FET | 電流の流れを制御する。 |
| D | ﾏｲｺﾝ | 集積回路(IC)。ｿﾌﾄｳｪｱを内蔵し周辺ﾃﾞﾊﾞｲｽを制御する。 |
| E | C-MOSﾛｼﾞｯｸIC | 集積回路(IC)。簡単な論理演算を行う。 |
| F | 三端子ﾚｷﾞｭﾚｰﾀ | 集積回路(IC)。電源電圧を安定化する |
| G | ﾀﾞｲｵｰﾄﾞ | 電流の流れを一方向に制限する。 |
| H | LED | 電流を流すことで発光する発光素子。 |
| I | ﾌｫﾄｶﾌﾟﾗｰ | 電気的に絶縁された回路間で光により信号を伝達する。内部に受光素子と発光素子を持つ |