 N型半導体 ( No.1 ) |
- 日時： 2005/03/14 16:11
- 名前： さる
- クッキーさんへ
次のホームページ（用語解説）が解りやすくてよろしいようです。
www.infonet.co.jp/ueyama/ip/glossary/semi_cnd_n.html
では。
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| Re: N型半導体 ( No.2 ) |
- 日時： 2005/03/14 17:25
- 名前： クッキー
- さるさん、どうもありがとうございます。確かに結合に寄与しない価電子が１個余るのはわかりますが、この電子が移動した後、ヒ素や、リン酸原子には、正孔として残りますよね。そうすると、Ｎ型にもＰ型にもならないんでしょうか？へ理屈付けているんじゃないですが、ただ自由電子として振る舞う価電子が増えたととらえればいいだけのことでしょうか？
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| Re: N型半導体 ( No.3 ) |
- 日時： 2005/03/14 17:53
- 名前： さる
- クッキーさんへ
わたしも回答に苦しくなってきました。ＨｉＨｉ
ただ、電流とは電子の移動だと私は認識しています。電圧が印可されているかぎり電子の補給は続きます。
これぐらいでかんべんしてください。ＨｉＨｉ ごめんね。
どなたかクッキーさんの疑問を解消してください。
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| Re: N型半導体 ( No.4 ) |
- 日時： 2005/04/19 17:48
- 名前： UKE
- 参考書にも書かれていますが 半導体とキャリアについてまとめると
（添加不純物） （多数キャリア） （少数キャリア）
i形半導体 なし（第Ⅳ族のみ）Ge,Si 電子と正孔は同数
ｎ形半導体 ドナー（第Ⅴ族）P,As,Sb 電子 正孔
ｐ形半導体 アクセプタ（第Ⅲ族）B,Ga,In 正孔 電子
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| Re: N型半導体 ( No.5 ) |
- 日時： 2005/04/20 08:32
- 名前： クッキー
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 UKEさん、まとめて下さって、ありがとうございます。ハイ、そのことは知識としては十分知っておりますが、どうしてそうなるかです。ドナーであるPをいれると、どうして電子が多数キャリアになるかを教えてほしいのです。つまづきは価電子が自由電子になれても、そこには同じ数だけ正孔が残るんじゃないかと考えてしまったことで、この考えにとらわれてしまって、他の柔軟な考えが思い浮かびません。よろしくお願いします。
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| Re: N型半導体 ( No.6 ) |
- 日時： 2005/04/20 15:01
- 名前： UKE
- ① 原子は 最外殻に価電子を持っていますが 価電子は原子核からの束縛弱く 常温程度の熱エネルギーで拘束を解かれ 自由電子になりやすい。
② Ⅳ価のSiにドナーとしてⅤ価のPを少量添加すると ５個の価電子のうち４個は SiとPとでダイアモンド構造の共有結合に寄与し 残り１個の価電子は ①の様に 自由電子になりやすい。
③ SiとPの共有結合においては 価電子（４個と４個）で電子はぴったり収まっている構造で 正孔の出来る余地はない。
④ 正孔は 各原子が共有結合しているどこかの個所で 価電子が収まっていない状態のことである。 電子が不足している個所は③にはない。
⑤ 共有結合に寄与している価電子も その束縛から解くエネルギーがかかって 価電子が共有結合を離れれば 電子は移動して その跡は 正孔として残る。
i形半導体、n形半導体 p形半導体の共有結合の模式図を眺めながら思いつくまま述べましたが この程度の説明しかできませんが 如何がでしょうか。
何分 今も勉強中の身ですので 不適切な個所があれば ご指摘ください。
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| Re: N型半導体 ( No.7 ) |
- 日時： 2005/04/21 07:52
- 名前： クッキー
- ＵＫＥさんへ、頭の悪い私に丁寧に教えてくださり、ありがとう御座います。正孔は共有結合に関与した電子が動いて抜けた跡で、自由電子となった価電子が動いて抜けた跡は正孔とは言わない。という理解でよろしいでしょうか？そして自由電子が動いて抜けたＰ原子は電気的にはプラスになるが、それは正孔として働かず、したがってキャリアとして働かない。。。。のかな？これでいいでしょうか？
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| Re: N型半導体 ( No.8 ) |
- 日時： 2005/07/01 11:38
- 名前： UKE
- もう一度 半導体について説明します。
① I形半導体は Ⅳ価SI同士の共有結合で 常温でも 電子が移動し 跡が正孔なるので 電子と正孔が同数である。多数キャリアを持たないので制御が難しい。そこでN・P形半導体では 制御しやすい多数キャリア利用する。
② N形半導体は Ⅳ価とⅤ価の共有結合で 半導体全体としては 電子が過剰になっている半導体であるから 多数キャリアは 電子である。
③ P型半導体は Ⅲ価とⅣ価の共有結合で 半導体全体としては 電子が不足する個所（正孔）が 過剰になっている状態の半導体であるから 多数キャリアは 正孔である。
④ ドナーもアクセプタも少量の添加であるので N形とP形の半導体には I形半導体のⅣ価Si同士の共有結合により出来る 同数の電子と正孔も含まれている。
だから N形・P型半導体を決めるのは 制御するキャリアに 電子（N)を利用するか 正孔（P）を利用するかである。
⑤ 繰り返しますが N型半導体で 多数キャリアが電子であるということは 伝導帯にある電子の全数＞充満帯にある正孔の全数 である。
⑥ また P型半導体では 多数キャリアは正孔で 伝導帯にある電子の全数＜充満泰にある正孔の全数 である。
⑦ この辺りは 導体・半導体・絶縁体と伝導帯・禁制帯・充満帯との 関連知識も必要です。
さて
Ⅳ価とⅤ価の共有結合に関与しないで余った１個の価電子は ドナーレベルの電子になり 最終的には 殆ど伝導帯というバンドに移ります。伝導帯に入った電子は 自由電子であり 結晶内を 軌道を替えて 自由に動き回れます。
この共有結合により １個の電子が創り出されただけです。
共有結合しているP原子が １個の電子が自分の軌道から離脱したため プラスになるかどうかは解かりません。
この半導体全体(共有結合の結晶体）として 多数であるキャリアは電子（N)が担っており N型半導体といいます。
不適切な事項・個所は 是非ご指摘ください。
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| Re:電子の働き ( No.9 ) |
- 日時： 2005/06/28 23:24
- 名前： UKE
- 電子は身の回りに生起するほとんど全ての現象の主役
・形を作っている
・反応を起こす
・反射 吸収 放射（発光）など光と関係する
・電気 電場を作る
・磁石 磁場を作る
・etc
原子の集合体の形
・共有結合の結晶
・イオンの結晶
・金属
・分子性結晶
・etc
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N型半導体