タグ: pn接合

これならわかる半導体超入門

《MOSFET/CMOS/JFET他》電界効果トランジスタの構造と仕組みがわかる！

半導体デバイスの解説として、前回の連載ではバイポーラトランジスタの原理と構造をご説明しました。 今回は、トランジスタのもう一つの分類である「電界効果トランジスタ（FET）」について解説します。 １．電界効果 …

これならわかる半導体超入門

pn接合、金属-半導体接合に流れる電流をバンド図で解説！降伏現象、オーミック接触などの用語も整理

１．pn接合に流れる電流 図1は、当連載の第６回「pn接合の仕組みを概念図・バンド図でわかりやすく解説」で示したpn接合の外部に回路をつないでいない状態のバンド図です。   【図1　接合後、電荷の …

これならわかる半導体超入門

金属-半導体の接合、金属-絶縁体-半導体の接合で何が起きるのか？

今回のコラムでは、半導体と金属の接合、あるいは半導体、絶縁体、金属のような接合を作ると何が起きるのかを考えます。   １．エネルギーの基準と真空準位 金属と半導体を接合した構造を、「MES構造」（ …

これならわかる半導体超入門

pn接合の仕組みを概念図・バンド図でわかりやすく解説

当連載コラムの前半（第１回～第５回）では、デバイスを考える前に、材料としての半導体の電気的な性質を説明しました。 今回からは、半導体と半導体あるいは、半導体と金属、絶縁体を接合させると何が起こるのか、その接 …

これならわかる半導体超入門

n型半導体、p型半導体って何？これで不純物半導体がわかる

連載「これならわかる半導体超入門」の第4回は、半導体の原理を理解する上での重要な前提知識「n型半導体」「p型半導体」を説明するとともに、キャリア濃度の温度依存性について解説します。 １．n型半導体の基礎知識 …

電気・電子

サイリスタの基本はこれを読めばOK！原理,用途,使い方などを丁寧に解説《位相制御や整流回路もよくわかる》

本記事では、電子回路部品の一つである「サイリスタ」について解説します。 サイリスタに関して知っておきたい基本事項をまとめていますので、知識の補充・整理にご活用ください。 １．サイリスタとは？形状と回路記号 …

パワー半導体の基礎

【パワー半導体の基礎】pn接合の整流作用とバンド図

pn接合ダイオードの整流作用*1）は、半導体デバイスの最も重要な機能の一つです。 この記事では「整流作用のメカニズム」をエネルギー・バンド図（以下、バンド図）を用いて紹介します。 *1） 「ダイオードの整流 …

パワー半導体の基礎

【パワー半導体の基礎】ダイオードの整流作用と電気特性

家庭用電化製品、電気自動車、電車などの機器には、AC/DCコンバータ、DC/DCコンバータ、DC/ACインバータ（AC：交流、DC：直流）などの電気回路が組み込まれており、これらの回路は「ダイオード」や「パ …

パワー半導体の基礎

【パワー半導体の基礎】IGBTの動作原理｜オン・オフ状態を図解で整理

パワーMOSFETの電流駆動能力を向上するために考案された「IGBT」（insulated-gate bipolar transistor）は、電気自動車のモーター制御装置用インバーター回路*1)などには不 …

パワー半導体の基礎

【パワー半導体の基礎】パワーMOSFETの構造を解説 (IGBT/トレンチ型/スーパージャンクション型)

パワーMOSFETは、その基本構造に内在する「寄生抵抗」*1)などの影響により、「耐圧」と「電流駆動能力」はトレード・オフの関係にあります。 この記事では、必要な高耐圧を確保しつつ寄生抵抗を低減するために考 …

パワー半導体の基礎

【パワー半導体の基礎】パワーMOSFETの空乏層の性質

数10V～数100Vという高電圧に耐えるパワーMOSFET（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）では、その構成要素であるpn接合に形成される「 …

パワー半導体の基礎

【パワー半導体の基礎】パワーMOSFETの動作原理｜オフ状態とオン状態、寄生抵抗などを解説

「パワーMOSFET」（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）と呼ばれているパワー半導体デバイスは、高電圧・高電流を扱う電気回路のスイッチとして …

パワー半導体の基礎

パワー半導体がEVに不可欠な理由は？車載用パワーデバイスが基礎から分かる

地球環境に優しい自動車として、電気自動車EV（Electric Vehicle）が注目されています。 EVは「電気を動力源とする乗り物」という意味なので、EVという言葉にはバイク、電車、航空機も含まれますが …

電気・電子

【半導体製造プロセス入門】ダイオードとトランジスタから半導体デバイスの基本を学ぶ

前回のコラムでは「そもそも半導体とは何か？」という、最も基本的な前提知識を中心にご説明しました。 今回は続きとして、半導体デバイスの代表例であるダイオードとトランジスタを取り上げて解説します。 １．ダイオー …

電気・電子

【半導体製造プロセス入門】「半導体」とは何か？初心者にもわかりやすく解説

「半導体」という言葉はよく耳にします。 実際、半導体は目に見えない形で、ありとあらゆるところで使われています。また、近年は「ICタグ」などを利用して決済を一瞬で行うなど、より生活により密着した形で使われてい …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン 材料による太陽電池の分類と特徴（シリコン系/無機化合物系/有機系）

化石資源を大量に消費することで発展し続けてきた現代社会ですが、資源の枯渇、CO2濃度の増加による地球温暖化などの問題から、再生可能エネルギー技術の開発が進められています。 その中でも注目されているのが太陽光 …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン PINフォトダイオードとアバランシェフォトダイオード

  １．PINフォトダイオード（PIN PD）とは？ 「PINフォトダイオード」（PIN PD： PIN PhotoDiode）は、P型半導体とN型半導体で絶縁性の真性半導体、いわゆるI型半導体（ …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン 光検出器（受光器）の動作原理

光通信では、媒体として光ファイバを用いて信号を伝送させています。 光ファイバによって送られてきた光信号を元の電気信号に戻すのが「光検出器」（Photodetector）です。 「受光器」と呼ばれることもあり …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン 光通信の光源に使われる半導体レーザ(LD)の材料選定

今回は、光通信の光源として使われる半導体レーザ（LD）の材料選定について説明します。   １．材料選定の条件はpn接合・直接遷移・バンドギャップ 光ファイバ通信用として使用可能な半導体レーザを作製 …

技術のキホン

３分でわかる フォトダイオードの原理と使い方｜フォトトランジスタとの違いは？

１．フォトダイオードとは？ 電子回路を構成する部品のうち、「フォトダイオード」は光センサー（光検出器）と呼ばれるものの一部です。 光半導体素子のPN接合部に光を照射すると電流や電圧が発生します。 広い意味で …

技術のキホン

３分でわかる FET(電界効果トランジスタ)とは？原理・特徴・用途の要点解説

今回は、電子回路部品のうち、FET（電界効果トランジスタ）について説明します。 １．FET（電界効果トランジスタ）とは？ 電子回路を構成する部品のうち、FET（Field Effect Transistor …