No.3ベストアンサー
- 回答日時:
回答になっているか自信はありませんが。
。。半導体飼料に流れる電流Iは、
I=q・n・vd・A
=q・n・μn・(V/L)・A ・・・(1)
q:電子の電荷量
n:電子濃度
vd:平均ドリフト速度
A:飼料の断面積
L:飼料の長さ
V:飼料にかかる印加電圧
μn:電子の移動度
ある飼料の抵抗を求める式は、
R=ρ(L/A) ・・・(2)
(1)式と(2)式を比較すると、n型半導体の抵抗率は、
ρ=1/(q・n・μn)
p型半導体の抵抗率は、pを正孔濃度、μpを正孔の移動度とすれば、
ρ=1/(q・p・μp)
したがって、2つのキャリアで抵抗率を考えると、
ρ=1/(q(n・μn+p・μp)
で表されます。
>ある比抵抗RのP型Siを比抵抗rのN型SiとPN接合した場合,順方向の抵抗はどのように表されますでしょうか?
こちらのご質問は、動抵抗を求めることぐらいしか分かりません。
No.4
- 回答日時:
んん・・・・・!?
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>>>不純物半導体の場合の比抵抗について伺っています.たとえば,ある比抵抗RのP型Siを比抵抗rのN型SiとPN接合した場合,順方向の抵抗はどのように表されますでしょうか?逆に,逆方向の抵抗はどうでしょうか?
という質問となりますが,いかがでしょうか?比抵抗なので厚さの話も絡みますが,要するに一般に言われる比抵抗は,順方向・逆方向どちらの値に近いのでしょうか.何か誤ったことを質問していたらすみません.
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P型とN型を接合したものに対して「比抵抗」の概念を適用するのは誤りです。
なぜならば、比抵抗というのは、x、y、z方向に全て一様な材質の材料に対して用いられる概念です。
一様な材質で配線を作ったとき、
比抵抗×配線の長さ÷配線の断面積
が、配線の抵抗値になります。
PN接合のように一様でない、しかも、バイアスをかける方向が順・逆の2通りしかないような場合には、比抵抗の概念がないのです。
<PNダイオードの順方向の抵抗>
イメージとしては、棒磁石(例えがまずいかもしれませんが)のような形で、真ん中を境目に左がN型、右がP型というのを考えましょうか。
右から左に向かって順方向電流が流れます。
そのとき抵抗値は、N型の部分の抵抗とP型の部分の抵抗の合計になります。(←2つの抵抗の直列つなぎなので単純に2つの抵抗値を合計)
なお、ここで各々の抵抗は、
比抵抗×長さ(棒の半分)÷棒の断面積
です。
イメージとしては、これでよいと思います。
厳密には、ほかの寄生抵抗を合算しなくてはいけません。
参考までに、下記リンクをご覧になってください。文章の中に何度か登場する「直列抵抗Rs」というものがそれです。
http://jaco.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/edu/vlsi/spide …
また、注意しなくてはいけないのが、「スレッショルド」です。
たぶんご存知とは思うのですが、ご存知でない場合、下記リンクの「図10」の右半分を見てください。
VFがスレッショルドです。
VF以下の電圧では微小電流しか流れず、VFを超えたところから、おおむね電圧に比例した電流が流れて普通の抵抗体に似た特性になります。
http://speana-1.hp.infoseek.co.jp/buhin/diode/di …
<PN接合の逆方向特性>
やはり、ご存知だとは思うのですが、先程のリンク
http://speana-1.hp.infoseek.co.jp/buhin/diode/di …
の図10の左側が逆方向特性です。
電圧の絶対値が降伏電圧以下の領域では、ほとんど電流が流れず、降伏電圧に達すると突如電流が流れます。
要は、こうした逆方向特性に対して、一般の抵抗体と同様の比抵抗もしくは抵抗の概念は適用できません。
ただ、話は別になってしまうのですが、逆バイアスのPN接合は、LSIの設計では抵抗体ではなく容量(コンデンサ)として見ます。
逆バイアス時にPN接合部やその付近にできる空乏層の厚さは、電圧の絶対値が大きいほど厚くなり、それにしたがって電気容量が減っていきます。ですから半導体LSIの設計では、回路特性(特に回路の動作速度)に対するPN接合容量の影響は、必ずシミュレートします。一方、逆方向の抵抗特性や降伏電圧等については、普通、回路シミュレーションの対象とはしません。
(LSIの定格電圧には関係しますけど)
No.2
- 回答日時:
順方向と逆方向とで電流の流れやすさが違うとき、それは「整流作用」といまして、いちばん簡単な例がN型半導体とP型半導体とがくっついたダイオードになります。
物理で最初に習う半導体と言えば、N型でもP型でもない真性半導体でしょう。
真性半導体の場合、その元素(化合物半導体の場合は複数の元素の組み合わせと、その構成比)や結晶構造(結晶欠陥を含む)が決まっていれば、誰が作っても比抵抗は大体同じになります。
工業の世界、特に半導体産業で用いられるシリコンウェハは、実は真性半導体ではなく、ほとんどの場合、ウェハを構成するシリコン全部N型か、あるいは、全部P型です。
シリコンウェハの仕様には、N型かP型か、比抵抗はいくらか、等々が記載されています。
半導体LSIは、N型またはP型のシリコン基板の上に「部品」を色々積み上げていくことによって作りますが、その部品も、N型半導体、P型半導体、金属、絶縁体だけであって、真性半導体はどこにも使われません。
(厳密に言うと、そうでないのもありますが、説明は省きます)
回答ありがとう御座います.不純物半導体の場合の比抵抗について伺っています.たとえば,ある比抵抗RのP型Siを比抵抗rのN型SiとPN接合した場合,順方向の抵抗はどのように表されますでしょうか?逆に,逆方向の抵抗はどうでしょうか?
という質問となりますが,いかがでしょうか?比抵抗なので厚さの話も絡みますが,要するに一般に言われる比抵抗は,順方向・逆方向どちらの値に近いのでしょうか.何か誤ったことを質問していたらすみません.
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