半導体とは
一般的に、半導体は無機または有機材料であり、化学構造、温度、照明、およびドーパントの存在に応じてその導電性を制御できます。半導体という名前は、これらの材料が銅や金などの金属と、ガラスなどの絶縁体との間の電気伝導性を持つことから来ています。エネルギーギャップは4eV未満（約1eV）です。固体物理学において、このエネルギーギャップまたはバンドギャップは、価電子帯と伝導帯の間の電子状態が禁止されているエネルギー範囲です。導体とは異なり、半導体の電子はバンドギャップを越えて伝導帯に達するためにエネルギー（例えば、電離放射線から）を得る必要があります。半導体の特性は、価電子帯と伝導帯の間のエネルギーギャップによって決定されます。
バイポーラ接合トランジスタ（BJT）
バイポーラ接合トランジスタ（BJT）は、電子信号を増幅またはスイッチすることができる3端子の電子デバイスです。これは、n型層、p型層、および別のn型層（NPNトランジスタの場合）またはp型層（PNPトランジスタの場合）を結合して作られます。BJTの3つの領域はエミッタ、ベース、コレクタと呼ばれます。ベースはエミッタとコレクタの間に位置し、エミッタからコレクタへのキャリアの流れを容易にするために非常に薄く作られています。BJTは、ベースに小さな電流を適用することにより、エミッタからコレクタへのキャリアの流れを制御することにより動作します。ベースに小さな電流が適用されると、ベース・エミッタ接合部の電圧が変化し、エミッタからコレクタへのより大きな電流の流れを可能にします。BJTは、回路内での設定に応じて、増幅器またはスイッチとして使用できます。増幅器回路では、ベースに小さな入力信号が適用され、BJTはそれをコレクタでより大きな出力信号に増幅します。スイッチ回路では、ベースに適用される電圧に応じて、BJTは完全にオンまたはオフになります。BJTは、オーディオアンプ、ラジオ受信機、デジタルロジック回路などの電子アプリケーションで広く使用されています。低電圧、低消費電力のアプリケーションでは、その高い電流利得と高速スイッチング速度により、人気の選択肢となっています。
半導体の種類
半導体は、その電子特性に基づいて二つの基本的なタイプに分類することができます：
- 固有半導体：これらは純粋な半導体であり、単一の元素（例えば、シリコン、ゲルマニウム）でできており、意図的に不純物でドーピングされていません。固有半導体は、その価電子帯と伝導帯に特定の数の電子を持っています。加熱されると、いくつかの電子がその結合から自由になるのに十分なエネルギーを得て、伝導帯で自由電子になります。
- 外来半導体：これらは、その電子特性を変更するために意図的に不純物でドーピングされた不純物を含む半導体です。外来半導体はさらに二つのタイプに分類できます：
- p型半導体
- p型半導体
