２.半導体 semiconductor　　　橋本さんの原稿を元に、鈴木がHTMLにしました。

(1) 半導体とは何か

　　電気抵抗が、金属（良導体）と 絶縁体（不導体）の間に位置する物質。

　　　キャリアが多い(生じ易い)物質ほど電気をよく導く。

　　　この状況をエネルギーバンドとよばれる図(バンド図)を利用して表現する。

　　　　　価電子帯･･････電子が詰まっていて動くことができない場所。

　　　　　伝 導 帯･･････電子が動き回ることができる場所。

　　　　　禁 止 帯･･････電子が存在することができない場所。

　　　　　　　　　　　　禁止帯の幅をエネルギー・ギャップという。

　

(2) 真性半導体　（例）シリコンＳｉ結晶

　

　エネルギー・ギャップよりも、大きなエネルギー(熱・光など)が加えられると、電子が価電子帯

　から伝導帯へ飛び上がり、価電子帯に電子が抜けた孔(ホール)が生じる。

　Ｓｉ原子は価電子を４個持ち、他のＳｉ原子４個と価電子を１個ずつ持ち寄り共有結合をつくる。

　ホールは、隣の電子が１つずつつめていくことで移動し、＋の電気をもつ粒子と同じに振る舞う。

　真性半導体では、このようにして生じた、自由電子と正孔がキャリアとなる。

　

(3) 不純物半導体

　Ｓｉ結晶にリンＰ(価電子５個)やホウ素Ｂ(価電子３個)を少量混ぜる。

　

　　Ｎ型半導体とＰ型半導体の組み合わせによって、ダイオード・トランジスタなどのいろいろな

　　電子部品がつくられる。

　

　

　

　

(4) 半導体に使われる元素

　�W族のＳｉやＧｅは単体の半導体として利用。

　 （ダイヤモンドＣも半導体になるかも）

　

　�V族の元素はアクセプタとして利用。

　�X族の元素はドナーとして利用。

　

　�V−�X族の化合物や�U−�Y族の化合物は、

　　　　　化合物半導体として利用できる。

　　　　　(例)ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＣｄＳなど

　

　

　問２　Ｐ以外でドナーとして利用できると思われる元素をあげよ。

　

　問３　Ｂ以外でアクセプタとして利用できると思われる元素をあげよ。

　

　問４　�V−�X族の化合物としてどんなものが考えられるだろうか。思いつくだけあげてみよう。

　

　

(5) ＰＮ接合

　�@Ｐ型半導体とＮ型半導体をくっつけた構造をつくる。

　

　�AＰＮ接合の両端に電池をつなぎ、電圧をかける。