飲み屋でうける半導体の話
半導体と人生をリンクさせてみよう
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最初の半導体は?

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ママ
ママ
ねえ、スミオちゃん、半導体ってどうして作られるようになったの?
セミオ
セミオ
実は、戦争に使うレーダーの性能をあげようとして考えたのが半導体だったんだ。
ママ
ママ
まあ、物騒な話ね。
セミオ
セミオ
とても残念なことだけど、戦争と科学の発展は切り離せない部分があるよね。

現在、半導体はそのほとんどが平和利用されています。開発当初は今のような使いかたを想定していなかったかもしれませんね。セミオさんが言う通り、戦争と科学の発展には密接な関係があります。また、世界のノーベル賞は、ノーベルさんがダイナマイトを発明してそれで儲けたお金がもとになっています。

半導体も例外ではなかったのですね。話がそれました。最初の半導体に戻りましょう。

ダイオードの誕生

ママ
ママ
半導体って色々な種類があるんでしょ?最初はどんなものができたの?
セミオ
セミオ
最初の半導体はダイオードっていうんだよ。電気を流す方向が決まっているんだ。

最初の半導体はダイオードです。ダイオードとは英語でDiodeと書きます。語源はギリシャ語の「di‐hodos」(2つの極)だそうです。ダイオードは一方向にしか電気が流れないようになっています。前回紹介したP型とN型がくっついてできています。

P型半導体もN型半導体も、そのままでは電気的に中性です。電気的に中性ということは電子の数と陽子の数が同じであるという事です。(すべての物質は小さく区切っていくと、原子にたどりつきます。原子は+の電気を持つ原子核と-の電気を持つ電子でできていて、電気的に釣り合っています)

P型とN型をくっつけると

こんなふうになります。左はP型で右はN型です。P型は正孔という穴が開いていて、N型には電子があり、互いに拡散しあいます。

N型の電子が抜けた部分は、+になり、P型の方は-に帯電します。(どちらも元々は電気

的に中性なので)結果、

上記のようになり、N型からP型の方向に電界が発生します。電界とは電気が働いているところと考えてください。電界が正孔を左、電子を右に移動させる力を働かせて拡散が止まります。これがダイオードです。

ダイオードに電圧をかけるとどうなるでしょうか。

このように電圧をかけると互いに電池の-と正孔がひかれあい、逆側も電池の+と電子がひかれあうため電気は流れなくなります。(逆バイアス)でも電池を逆につけると電気が流れるようになります。(順バイアス)このように、一方向にのみ電流が流れるので

のような記号でダイオードは表されます。矢印の向きに電気が流れます。

ママ
ママ
とても不思議な事が起こるのね。よくわかったわ。
セミオ
セミオ
僕の気持ちはママに向かって流れているよ
ママ
ママ
気持ちだけでなくて、お金も私に一直線に流れてくるといいけど。
セミオ
セミオ
・・・

ダイオードの心とは?

ダイオードの仕組みがわかったところで、本番です。ダイオードは一方向にしか、電流を流さない半導体です。電子の流れる方向もそうです。セミオ君のママに対する心が一直線に向いているのです。つまり、ダイオードとは、心を一直線に向けた半導体といえるのです。

しかし、少し危険な匂いもします。行先が決まっている心は、時によっては恐ろしいことも招きます。テロという行為もそうですね。ご自分が時々ダイオードのような動きをしていないか、見つめなおすことも必要ではないかと思います。

ママ
ママ
セミオちゃん、少し自分を見つめなおしてみたら?
セミオ
セミオ
ママ、何を言っているの。ボクはいつだって自分を見つめ直し、ママにのみ心をむけているのさ
ママ
ママ
その割には、他のクラブにも顔をだしているという話もきくわよ。見つめ直し方が足りないんじゃない?

人類の歴史と半導体の歴史

人類の歴史をみても、最初人類は自分たちのことしか見ていませんでした。他の動植物を軽んじていました。最初の半導体も同じですね。周りが見えていない人はダイオードのようになっているので、たまには、逆のことをするようにアドバイスした方がよいのかもしれません。

セミオ
セミオ
ママ、人類は最初「史上最大の猛獣」って言われてたんだよ。
ママ
ママ
えっ、なんで?
セミオ
セミオ
食料が足りないから、多くの動物を狩ったからだよ。人間は数がふえすぎんたんだ。
ママ
ママ
なるほど。その時のことだけを考えて生きていたってことね。本能に従ってばかりじゃ駄目よ、スミオちゃん
セミオ
セミオ
だから、ボクはそんなことないってば!

まとめ

最初の半導体いかがですか。私は初めて知ったときにはよくこんなこと思いついたな、と感じました。そして半導体材料の製造という仕事に携わって考えていくと、人もにたようなところがあるなぁと思い始めたのです。

半導体は電流を流すか、流さないかでスタートしました。人も食べるか、食べられるかでスタートしています。半導体のことを考えると人の将来すら見えてくるような気がします。

ママ
ママ
もともと、人は野蛮だったのよねぇ。
セミオ
セミオ
そうだよ。でも進化して他の動植物のことも考えるようになっったんだ。
ママ
ママ
セミオちゃんは野蛮人のままね。
セミオ
セミオ
えっ、どうして
ママ
ママ
だって私を食べようとしているでしょ?
セミオ
セミオ
・・・

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半導体材料のメーカーで長年仕事をしてきました。材料メーカーなので半導体について多くの詳細を知っているわけではありませんがその分七面倒くさい言い方ではなくわかりやすく伝えられると考えています。 もし、お時間と興味があれば、読んでみて下さい。

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  1. […] イリスタという半導体を使用して行います。サイリスタとは、ダイオードにスイッチをつけたようなものです。ダイオードについては以前紹介したこちらを見て下さい。最初の半導体は? […]

  2. […] 最初の半導体は? に ウェハー加工装置 サイリスタと人の類似 | 飲み屋でうける半導体の話 より […]

  3. […] した不純物がいますので空乏層を通り抜けていくことはできません。そして、空乏層内には+と-の2つの電荷が存在するため、電荷2重層とも呼ばれています。参考:最初の半導体は? […]

  4. […] PNジャンクションで回路全体を囲んで、それに逆バイアスをかけることで絶縁状態ができます。逆バイアスとはP側に負の電圧、N側に正の電圧をかけることです。ダイオードがその性質を表しています。(参照:最初の半導体は?) […]

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