半導体とダイオード

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  未熟な左手が作った臨床工学技士国家試験の電子工学に関するよりぬきノートです。
誤りがございましたら、ご連絡下さい。




半導体

半導体

  電気伝導性が導体と絶縁体との中間にあり、周期表14族(C・Si・Ge等)に存在する物質。

≪性質≫

半導体中では、キャリアと呼ばれる荷電粒子が動くことによって電流が流れ、そのキャリアには、負の電荷をもつ電子と正の電荷をもつ正孔の2種類が存在する。
正孔と電子が、数の多い方を多数キャリア、少ない方を少数キャリアと呼ぶ。
金属では、温度が高くなることで導電率は低下するが、半導体では、導電率が上昇する。

≪種類≫

真性半導体不純物が入っていない半導体
外因性半導体わずかな不純物を混ぜた半導体

半導体



外因性半導体

  外因性半導体は、添加する不純物によって性質が異なる。

≪性質≫

5族元素を加えてできるものをn形半導体と呼び、ここで添加される5族の元素のことをドナー(電子を供給)と呼ぶ。多数キャリアは電子。
3族元素を加えてできるものをp形半導体と呼び、ここで添加される3族の元素のことをアクセプタ(電子を受け取る)と呼ぶ。多数キャリアは正孔。

外因性半導体



ダイオード

pn接合

  p形半導体とn形半導体の接合をpn接合という。

≪空乏層≫

  接合面の近傍では、拡散・ドリフト電流が見かけ上釣り合い、キャリアが存在しない層。ダイオード
空乏層の幅は、逆バイアスをかけることで広がる


≪順方向バイアス≫

  p形半導体に正の電圧、n形半導体に負の電圧を加えると、電流がよく流れる。


≪逆方向バイアス≫

  p形半導体に負の電圧、n形半導体に正の電圧を加えると、電流が殆ど流れない。


≪整流特性≫

  電流を一方向にしか流さない特性


≪降伏現象≫

  逆方向バイアス電圧を大きくしていくと、ある値を境に電流が流れる現象

ダイオード



ツェナーダイオード

  逆方向電流が変化しても逆方向電圧降下が一定に保たれる。

≪動作≫ダイオード

  回路に加える電圧E、ツェナーダイオードのツェナー電圧Vz、 ツェナー電流Izとすると
   ツェナーダイオード








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