今回は半導体について説明していきます。
とはいっても、半導体の本当に簡単な部分だけ説明します。
興味が出た人は何か参考書を買ってみましょう。半導体だけで本1冊出ていますので奥が深いです。
導体と絶縁体と半導体
導体と絶縁体という言葉を聞いたことがありますか？
簡単に説明しますと導体は電気をよく通す物体で金属などが例に挙げられます。一方絶縁体は電気をほぼ通さない物体でガラスなどが例として挙げられます。
では半導体とは何なのでしょうか？
半導体は少しだけ電気を通す…というわけ考え方もありますが、条件によって電気を通す場合もあれば通さなくもなる物体のことです。
どこに使われているの？
半導体は身近な電子機器のほとんどに使われています。
スマホ、パソコン、冷蔵庫、エアコン…
ありとあらゆる家電に使われいます。
家電だけではありません。車などの乗り物やセンサ、半導体レーザーなんていうものもあります。
小さいですし、機械の内部に入っているのでなかなか見ないかもしれませんが、身の回りによく使われています！
シリコン
半導体を作る際にウエハー（基板みたいなもの）にシリコンが良く使われます。
シリコンは不純物を限りなく少なくすることができるうえ、手に入りやすいのでよく使われます。
シリコン（ケイ素）は原子番号14で、最外殻電子を4つもちます。
つまり、シリコンは手を4つもっていることになるのでシリコンどうしを無限につなげることができます。
そんな特徴を持つシリコンを主人公にして半導体の説明の続きを行います。
真性半導体
真性半導体はシリコンなどの4族の元素のみからなる半導体のことで、電気をほどんど通しません。
P型とN型
トランジスタやダイオードの説明に必要ですのでここでP型半導体とN型半導体について説明します。
N型はシリコンなどの4族の元素にリンなどの5族の元素を少しだけ入れると出来上がります。
シリコンの最外殻電子はいくつでしょうか？
４つですね。
ではリン（原子番号15）の最外殻電子はいくつでしょうか？
5つですね。
最外殻電子が4つのシリコンの中に少しだけリンを入れたらどうなるでしょうか？
自由に動ける電子が少しだけ存在することになります。
ということは電気を少しだけ流せるというのが
P型半導体はN型半導体の逆です。
シリコンなどの4族の元素にボロン（ホウ素）などの3族の元素を少しだけ入れることで出来上がります。
これらのP型とN型を組み合わせるとできる上がるのがトランジスタとダイオードです。
ダイオードはP型とN型を組み合わせればできます。
片側から電流を通しますが、もう片方からは通すことができません。これは交流の流れを一定方向にしたいときに使われます。
一方トランジスタは PNP もしくは NPN の順につなげると出来上がります。
これは信号を増幅したり、スイッチの役割を果たします。
下はトランジスタのイメージです。
まとめ
今回は半導体について話しました。
半導体業界に進みたい人は是非高校電磁気学を勉強しましょう！
