締切済み

半導体ってなんですか？

2005/03/12 13:44

半導体って言う意味が解りません。具体的にどんなものなのか教えて下さい。よろしくお願いします。

mityoko
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その他([技術者向] コンピューター)
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komorebi99
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2006/12/05 13:55 回答No.5

蛇足ですが… モノシリック　ではなく　「モノリシック」　です

sikou-sakugo
ベストアンサー率23% (74/314)

2005/03/12 15:24 回答No.4

久方ぶりに覗きましたら、本質問がありましたので回答してみます。御理解いただけなかったら当方の筆力不足として御容赦願います。広義の“半導体”と言いますと、元素の周期律表で見られる“IV属”の元素である炭素・珪素・ゲルマニュウムが該当します。他にVI属でもあるセレニュウム（セレン）も性質的にこの範疇に入ります。これらは電流の流れ易さで分けられた区分であり、通常の金属は電気の“良導体”です。反面、電気を流さないゴムや陶器は“絶縁体”と呼ばれます。この二つの中間に位置するのが“半導体”と言われるものです（電気抵抗率では１０マイナス５乗～１０の４乗Ω・ｍの範囲とされています）。また、昨今では無機化合物でもあるガリュウム砒素や、有機化合物でも同様な抵抗率を示すものが多種見出されており、これらも半導体に含めています。つまり“電流が金属ほど流れ易くはないが、かと言って全く流れない事もない物質”と言う事ですね。では、何故これがこんなに注目を浴びるかと言う事の説明に入ります。純粋の半導体は上記のように、電気を流すにも止めるにも中途半端なのですが、これに特定の物質を僅かに混入しますと、一定方向にのみ、金属同様に電流が流れ易くなります（PN接合の説明が必要ですが、かなり長くなるので割愛します）。この性質を利用すると、普通の家庭電源の交流電流を直流電流に整流したり、スイッチのようにＯＮ・ＯＦＦができるようになります。実はコンピュータであろうが、制御回路であろうが、基本はこのスイッチのＯＮ・ＯＦＦなのです。通常のボタンスイッチ等とは異なり、電圧をかけるとＯＮし、電圧を外すとＯＦＦするような動作になりますが、指で押すスイッチのようにいちいち押したり引いたりする事もないので、１秒間に１兆回とか２兆回もＯＮ・ＯＦＦできます。この速度が現在のコンピュータの処理速度を支えている訳ですね。それからもう一つの重要な事項が、“モノシリック半導体”の技術です。これは９９．９９９９％もの純粋な金属珪素の円盤（シリコン基板）の表面を酸化させて“二酸化珪素（絶縁体）”の薄膜を作り、そこに写真技術で電子回路の配線パターンやトランジスタを描きます。そのパターンを残すように余分な部分を薬品で融かしたり、さらにその上に別なパターン描き重ねて何層も積み重ね、立体的な電子回路を作り上げます。この時、描くパターンによって“ＣＰＵ”にしたり、“メモリー”にする事ができるのです。しかも写真の縮小でパターンが物凄く小さくできるのでコンピュータも小型化され、電気ポットまで“マイコン付き”になってきてしまったのですね。このように、単一基板の上に極微の電子回路を形成するので“モノシリック”と呼ばれます。現在我々が目にするＩＣやＬＳＩの殆どがモノシリックです。一般に半導体と言いますと、含まれる範囲が広すぎて説明が膨大になってしまいますが、簡単な概括でもこのくらいな長文になるのを避け得ません。また、最近は光半導体（光によってＯＮ・ＯＦＦする）の進歩も目覚しく、デジカメやＤＶＤも日進月歩になっています。最後に、現代社会はこの“半導体”によって成立できているのは間違いなき事実です。よく、“石油は経済の血液”とか言われますが、当今では“半導体はコメ”だと言われるようになりました。気付かないところで人々の生活を逞しく支えている“半導体”は、今後もますます重要性を高めていくでしょうね。以上非常に長くなりましたが、御理解賜れば幸いです。

matsu_jun
ベストアンサー率55% (146/265)

2005/03/12 14:16 回答No.3

金属よりは電気を流せないけど、ゴムみたいに全く流せないというわけではない物質が半導体です。シリコンはご存知ですよね。整形手術にも使っていますけど、ガラスの原料でもあります。それにアルミなどの不純物を混ぜる(本当は混ぜるという表現もどうかと思いますが)ことで作ることができます。混ぜる不純物の種類によって、大きく2種類の半導体に分かれますが、この2種類の半導体をいろいろな形でつなぎ合わせることで、電気の世界では色々な働きをします。・電気の流れる向きを制限したり・電気の流れる量を制限したり・光を電気に変換したり・一定の大きさの電気を細かく振動する電気に変えたり・電気がどれだけ溜まっているかという情報を保存したり他にも色々な働きがあります。そして一般的に半導体といえば、そのようにしてできた電気部品のことだという認識でいいかなと思います。名前は聞いたことがあるかもしれませんが、「発光ダイオード」、「トランジスタ」、「IC」・・・これらは全て半導体で、私たちの身の回りの電化製品のほとんど全てに使われています。逆に半導体が使われていない電化製品が、一昔前の照明や懐中電灯くらいしか思いつかないくらいです。今こうして目の前に向かっているパソコンだって、中身は半導体でできた部品のかたまりなのです。

skytear
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2005/03/12 13:52 回答No.2

物質には電気をよく通すもの（例えば金属＝導体）と通さないもの（例えばガラス＝絶縁体）があることを御存知でしょう。　半導体はその中間にある（抵抗率が約10－5乗オーム・ｃｍ～10の8乗オ－ム・ｃｍの範囲）固体物質の総称を言います。尤も、いわゆる半導体とは、抵抗率がこのような範囲にあるということよりも、いくつかの特有の性質をもつものを意味することが多いようです。　　適当な不純物を添加することによって電流を運ぶ担体（キャリア）の種類やその数を大きく変化させることができるという、電気的性質のおかげで、半導体はトランジスタなど多くの電子デバイスの材料として私たちの生活に不可欠なエレクトロニクス技術を支えています。　半導体を用いた身近なものでは、太陽電池が挙げられます。これはＬＥＤのように発光するのではなく、逆にエネルギーを取り入れるという特徴を持っています。他にはレーザーや光ファイバーといった光通信にも半導体は欠かせないのです。