半導体ってなんですか？

Question

工場で半導体の製造をしています。
人に半導体が何かと聞かれて、うまく答えれませんでした。

良い回答例を、教えてください。

voussortez · Accepted Answer

半導体はある時は導体の様に電流を流し、ある時は絶縁体の如く電流を流しません。

例えば、シリコン（ケイ素）が半導体に使われています。
http://wpedia.goo.ne.jp/wiki/%E3%82%B1%E3%82%A4%E7%B4%A0
シリコンは４価の元素です。

原子軌道が一番外側が４つの電子が存在するのです。
このシリコンに不純物として５価の元素を混ぜ込んだモノがＮ型半導体に成ります。
更に、シリコンに混ぜる不純物が３価の元素を混ぜるとＰ型半導体になります。

Ｎ型半導体は原子の一番外側の軌道が５つの元素を混ぜて作ります。
シリコンはダイヤモンドの様に４本の手を持っているので、
１つのシリコン原子に４つシリコン原子が繋がるのですが、
５価の原子を混ぜると、そこだけ１つ電子が余ってしまうのです。

一方、Ｐ型半導体は原子の一番外側の軌道が３つの元素を混ぜて作ります。
３価の原子をシリコンに混ぜると、そこだけ１つ電子が足りない穴（正孔）が出来てしまい、
電子が足りなく成ってしまいます。
（電子はマイナスの電荷を持っていますが、電子の無い部分はプラスの存在に成るので正はプラスの意味がある、プラスの孔。）

Ｎ型では余った電子が、Ｐ型では正孔が、電気の流れを作るのです。
Ｎ型とＰ型を一体化するとＰＮ接合面に一方方向に電流が流せるのです。
そう、わざと不安定にしコントロールして、流れる方向と流れない方向が作れるのです。


さて、バイポーラトランジスタではＰＮＰやＮＰＮと３つ組み合わせます。
そう、Ｎ型半導体の間にＰ型半導体をサンドイッチするか、
Ｐ型半導体にＮ型半導体をサンドイッチするのです。
で、真ん中と片方の端に小さい電流を流すと、端から端へと大きい電流が流せるのです。
なので、この増幅作用を利用しトランジスタはアンプに利用されるのです。
http://wpedia.goo.ne.jp/wiki/%E3%83%88%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%B9%E3%82%BF/?from=websearch

他にも半導体の電子パーツが存在しますね。
ＩＣもその１つですね。

voussortez · Answer

すみません、＃３ですが、『原子』と『電子』を間違えて書き込んだ箇所が幾つかありました。

そう、原子核の周りを廻る電子が鍵なのです。
すみませんが、＃３で書き込んだ部分のいくつかを読み替えてください。

さて、
原子核の周りを廻る最も外の電子が、半導体として利用されているのです。
４価の元素（シリコン、ゲルマニウム）を使い、
１つ原子が４つの原子と電子を補完し合い安定しています。

安定してると半導体として使いにくいので、
５価の元素、原子の最も外側を廻る電子が５つの原子を混ぜたモノと、
３価の元素、原子の最も外側を廻る電子が３つの原子を混ぜたモノと、
を作ります。

５価の元素を混ぜたものをＮ型半導体（ネガティブ）電子が余ったものです。
http://wpedia.goo.ne.jp/wiki/N%E5%9E%8B%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E4%BD%93/?from=websearch
３価の元素を混ぜたものをＰ型半導体（ポジティブ）電子が足りない（正孔）モノです。
http://wpedia.goo.ne.jp/wiki/P%E5%9E%8B%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E4%BD%93

この余った電子と、足りなく穴が開いた正孔とを使い電流の流れを作るのです。
Ｎ型とＰ型の半導体を組み合わせて使うのです。

piro19820122 · Answer

工場と全然関係のない一般の人に「どういう仕事しているの？」という感じで聞かれたのでしょうか？

だとしたら、作っている物の用途から説明するのが普通の人には分かりやすいのではないかと思います。「パソコンや携帯電話などの電子機器の材料」といった感じで。
最先端のことをやっているニュアンスも出て、イメージが良いのでは？

saru1234 · Answer

「俺、うまく説明できないから自分で調べてくれ」

知ったかぶってテキトーにモノを言うよりはるかにマシです。

半導体ってなんですか？

半導体はある時は導体の様に電流を流し、ある時は絶縁体の如く電流を流しません。

すみません、＃３ですが、『原子』と『電子』を間違えて書き込んだ箇所が幾つかありました。

工場と全然関係のない一般の人に「どういう仕事しているの？」という感じで聞かれたのでしょうか？

「俺、うまく説明できないから自分で調べてくれ」

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