ダイオードについて

質問

ダイオードってｐ型とｎ型の半導体がつながっているものですよね。電圧の向きが順方向なら、ｐ型のホールとｎ型の自由電子が再結合することで電流が流れて、ＬＥＤならエネルギーの差を可視光領域の光でだしてる、と最近知りました。

初歩的な質問で申し訳ないんですが、ホールと自由電子が再結合して、これらがなくなってしまうことってないんですか？電圧かけてればＬＥＤってずっと光っていますからそんなことはないんでしょうけど・・・自由電子と正孔がプラスマイナス０でなくなってしまうんじゃないかと思ってしまいます。

よろしくお願いします。

回答No.3

e_beam · ベストアンサー

補足です。

「ホールと自由電子が再結合して、これらがなくなってしまうことってないんですか？」

【ｐｎ接合付近では】
ｐ領域に注入された電子は、もともとそこにいた多量の正孔(ホール)と再結合することにより消滅します。同様に、ｎ領域では注入された正孔と予めそこにいた電子が再結合し消滅します。

【回路全体で見ると】
　既に他の方がお答えのように、上の接合付近で消滅する量と、電源からそれらを補うために供給される量とがつりあい、全体の総量としては一定です。

【電流の向き】
　電流の定義は、「正の電荷の正味の(実効的な）の流れ」ですので、正孔の流れの向きに流れます。電子が正孔と反対に流れる場合は、電子は負の電荷を持ちますので、実質的には正孔と同じ向きに電子が正の電荷を見かけ上運んでいることになり、打ち消すことをしません。

【正孔とは】
　ホールというのは、電子が本来そこにあるべき場所になり「抜け穴」をさします。マイナス電荷がないので中性から一つ負が減りますので、プラスの電荷を帯びます。したがって、「正の電荷を帯びた電子の抜け穴」を正孔(ホール）と呼んでいます。お風呂の中の泡と似ています。

【再結合】負電荷を運ぶキャリアとしての電子(自由電子)は、「過剰な電子」ですので、正孔と出会うと余分な電子が電子の抜け穴(不足)を埋め合わせて見かけ上、過剰電子と不足電子がなくなります。もうお分かりですね、「消滅」といっても電子がなくなるわけではなく、半導体を構成している原子と原子を結び付けている価電子としてちゃんと残っています。但し、この価電子帯は簡単には動くことは出来ないので、電子を運ぶキャリアにはなりません。

お礼

大変申し訳ないのですが、みなさまへのお礼をここでさせていただきます。どうもありがとうございました！

回答No.2

sanori

＋電圧源--------ＰＮ---------ＧＮＤ

電圧源からＰへホールが供給され続け、ＧＮＤからＮへ電子が供給され続けるので、どっちもなくなりません。

追伸
本当は「ホール」という粒子はなく、半導体物理を分かりやすくするための“おとぎ話”なんですけどね。
（だから、たとえば、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴとＮチャネルＭＯＳＦＥＴの特性は異なります。）

回答No.1

tetsumyi

>自由電子と正孔がプラスマイナス０でなくなってしまうんじゃないかと
だから、電源から電流を流して次々に自由電子と正孔を作っています。