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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第22期無線工学第3章半導体・電子管・電子回路 (2)半導体とは?
2018年4月22日 9時30分の記事
 
        第3章半導体・電子管・電子回路
               (2)半導体とは?

前回、能動素子と受動素子のお話をしました。
受動素子には、抵抗・コイル・コンデンサー等があります
がこれらについては、最終章の電気回路でお話をする事と
しまして、今回は、第3章のタイトルの最初に出てきます、
「 半導体とは、そもそも何?」と言うお話をします。
また、半導体がどの様に能動素子として働くかと言うお話
を次回以降に行います。

 
1.半導体とは?

  電気の世界には、電気を通す 導体” 。電気を通りにく
  くする 抵抗”(電気を全然通さない物は、絶縁体 と言
    います。)と今回お話をします”半導体”があります。
  電気が流れる事を 電流が流れると言いますが、 電流と
    は、どんなものなのでしょうか?
  電流とは、 原子の中で 一番外側を廻っている電子が原
    子核
の中にある陽子の力を振り切って自由になって  
    動
する状
を言います。  この電子自由電子と言いま
    す。

  上の図の真ん中の赤い丸は、 原子核で陽子と中性子か
  ら出来ています。 (もっと他にもありますが、電気に
  おいて原子核で重要なのは、陽子だけです。) 陽子
  、 ”+” の電気<span>を持っています</span>。
  そして水色の丸は、電子です。
  電子は、 幾つかの軌道を廻っています。電子は、”” 
  の電気を持っています。 電子は、飛び飛びの軌道のど
  れかしか回れない
と言う事が重要になります。

  電子は、原子核から遠い軌道を廻っているもの程、エ
  寝るギーが大きいのです。
  これは、人工衛星を地球から遠い軌道へ打ち上げる程
  大きなロケットを必要とするのと同じ事です。
  電子の持つエネルギーのレベルは2つに別れます。
  1つは、 価電子帯で、このエネルギー・レベルに属す
  電子は、他の原子との結合の為に働きます。そしても
  う1つのエネルギー・レベルは、伝導帯です。
  
 
  金属原子の伝導帯にある電子は、少しの外力で自由電
  子になり自由に金属分子の間を移動する様になります
  ので電気が流れ易いと言う事になります。
  ここで、 外力と言いましたものには、「熱」、「光」
  、「電圧」等があります。

  一方抵抗の頂点である絶縁物は、価電子帯にある電子
  に少し位の外力を加えても伝導帯へ上がる事が出来ま
  せんので 自由になる事がありません。
  よって、絶縁物は、電気を流す事が出来ません。

  導体の例としては、銅やアルミ、金、銀等があります
  。
  絶縁物の例としては、 ゴムや セラミック、空気等が
  あります。
  おまけの知識ですが、電気を通し易い物質は、光を反
      射しやすいのですが、これは 原子に 外力を加えると
  電子は、そのエネルギーで外側の軌道へ移動します。
  外側の軌道へ上がった電子は、安定な状態の下の軌道
  に戻るのですが、その時に放出するエネルギーが光な
  ので、金属に光を当てると光を反射する訳ですが、実
  は、金属が発した光を反射光として見ている訳です。


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[カテゴリ:無線工学]
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