タグ: pn接合

電気・電子

【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 …

電気・電子

【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 …

電気・電子

【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 …

電気・電子

【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 …

電気・電子

【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「 …

電気・電子

【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 …

自動車・輸送機器

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】そもそも「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分でわかる技術の超キホン フォトダイオードの原理と使い方を解説！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分でわかる技術の超キホン サイリスタとは？原理・使い方などをわかりやすく解説

今回は、電子回路部品の一つである「サイリスタ」について説明します。   １．サイリスタの形状と回路記号 電子回路を構成する部品のうち、サイリスタはダイオードの一種で、電力制御などに用いられます。 …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン 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 …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン 「ダブルヘテロ接合」とは？（ホモ接合／ヘテロ接合との比較）

光通信では、光源として半導体レーザが使われています。 今回は、その半導体レーザに最もよく使われている構造である「ダブルヘテロ接合」（ダブルヘテロ構造）について「ホモ接合」、「ヘテロ接合」と比較しながら説明し …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン pn接合とは？P型／N型半導体の基礎知識と接合の原理

今回は、多くの半導体デバイスの基本的な原理である「pn接合」について説明します。   １．pn接合とは？ P型半導体とN型半導体とは？ 「pn接合」とは、「P型半導体」と「N型半導体」を接触させた …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン 「半導体」最低限の前提知識、まずはコレだけ(エネルギーバンド/半導体の分類)

今回のコラムでは、最低限これだけは知っておきたい「半導体」の必須前提知識について解説します。 １．エネルギーバンドについて 半導体も含め、物質は原子からできています。 図1のように、原子は中心に原子核が存在 …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン レーザの分類（種類）と特徴・用途をミニマム解説！

光通信では、光源としてレーザが使われています。 数あるレーザの中でも「半導体レーザ」と呼ばれるものが使われています。 表1に媒質によって分類したレーザの例を示します。 今回のコラムでは、各分類における代表的 …

技術のキホン

３分でわかる技術の超キホン トランジスタの原理と電子回路における役割

電子回路を構成する部品のうち、トランジスタは、ダイオードと並んで基本となる半導体部品です。 トランジスタの実物を見たことのある方は、あまりいらっしゃらないかもしれませんが、世の中のほとんどの電子機器の中に使 …