電子が移動しているということは,安定している電子(中心の殻にいる電子)よりもエネルギーが大きいということになるでしょう. ちなみに,この帯には名前がついており,先ほど図で示した高エネルギーのところを『伝導帯』,低エネルギーの方を『価電子帯』,その間のことを『バンドギャップ』と呼びますので覚えておいてください. ここまで理解出来たら簡単で,金属が電気を通しやすいのは 『伝導帯と価電子帯がくっついているか,離れていてもわずか』 だからです. そして,絶縁体が電気を通しにくいのは, 『伝導帯と価電子帯がとても離れているため,電子が流れるためには莫大なエネルギーが要る』 からなんです. 半導体は,金属と絶縁体の間の性質を持っている,つまり伝導帯と価電子帯がちょっと離れているような状態にあります そのため,熱や電圧をかけることで電子にエネルギーを与えると電気が流れやすくなるというわけです. イメージを大事にしたのでかなりざっくりした説明でしたが,おおよそこんな感じです. P型N型って? 半導体について勉強していると,『P型半導体』とか『N型半導体』とかって聞くことがあると思います. それが一体なんなのかを説明していきたいと思います. まず,4族のシリコン,3族のボロン,5族のリンの原子モデルをみてみましょう. 一番外の殻の電子(最外殻電子)の数が異なっていることが分かるはずです. では,4族のシリコンのみで結合したものに対し,3族のボロン,5族のリンを入れてみるとどうなるでしょうか? 地理一問一答 第1章 世界のすがた. そう,1番外の殻の電子数が違うせいで,電子が足りなかったり余ってしまうという状況が起きます 電子はマイナスなので,『電子が不足する』ということは『マイナスがなくなる』ということなので,全体ではプラスとなりますね. 逆に,『電子が余る』ということは,『マイナスが増える』ということなので,全体としてマイナスとなります. ということで,ボロンのような3族元素を添加することで電子が不足する,つまりプラスとなった半導体のことを, ポジティブな半導体,略してP型半導体 と呼ぶというわけです. 逆にリンのような5族元素を添加することで電子が余る,つまりマイナスとなった半導体のことを, ネガティブな半導体,略してN型半導体 と呼ぶんです. P型半導体の場合,この不足した場所が空きスペースになるため,空きスペースに電子が移動していくことで電気が流れます.
とてもわかりやすいです。とにかく親切な書き方をしてくれています。 私は子供が化学に関心が出てきたことから、教えるために遅ればせながら自習している文系人間なのですが、今まで読んだ化学本でいちばん親切とまで思いました。 イメージをつかませるためのイラストが多いです。新しい言葉には必ず説明があります。前に出たことを振り返ったり、後に出てくることの予告のため、ページ参照を丁寧につけてくれています。 中身は有機化学の基礎でして(一部無機や理論あり)、高校で習う前の導入、習ってる最中に道に迷った時のガイドとして最適だと思います。記載の順番も非常によく考えられていて、前から読んでいくととても良いと思います。 また、この方の本を読みたいです。
N型半導体の場合は,余った電子が動くことで電気が流れるという仕組み. これかP型半導体とN型半導体のすごくざっくりとした説明でした. ちなみに,このように不純物を混ぜることを,ドーピングと呼びます. まとめ 今回,以下のことについてまとめました. 半導体とは何か 高校化学の軽い復習 バンドギャップ,価電子帯,伝導帯とは何か ドーピングについて P型半導体,N型半導体とは何か さらに専門になってくると,価電子帯と伝導帯のエネルギーの差を数式を使って厳密に求めたりといった難しい計算がたくさん出てきます. 今回,イメージを大切にするため数式を一切使わずに,高校の化学の知識だけで基礎を説明してみました. これ以上踏み込むととても1記事では書ききれないので,興味がある方は他の書籍を当たってみてください. お読み頂きありがとうございました. 追記: 無料のLINEマガジンをはじめました! Amazon.co.jp: 身のまわりのありとあらゆるものを化学式で書いてみた : 悟, 山口: Japanese Books. 「スキルをつけて人生の自由度をあげる」をテーマにしたLINEのマガジンをはじめました! ブログでよく聞かれるプログラミングやブログ運営、ビジネスのことなどを体系的にまとめて発信しています。 無料でバンバン良質な情報を流しますので、ぜひチェックしてみてくださいね!
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このピックを飾り付けた時のお誕生会レポートを見る >> ぐるぐる回る風車が付いている!風車パーティーピック(祭手ぬぐい風) ぐるぐるとよく回る風車が付いているパーティーピックが作れます。屋外でのパーティー演出におすすめ!写真の風車パーティーピックはお祭りテーマのパーティー演出用に作成したバージョンです。普通の折り紙でも作れます。1枚の折り紙(またはテンプレートデータ)を使って3つの風車が作れるオリジナルの作成方法で作ります。 風車パーティーピックの作り方はコチラ >> お祭りをテーマにしたパーティー演出に!祭り手ぬぐい風パーティーピック 祭りの手ぬぐいをモチーフにしたパーティーピック。1個上の「風車パーティーピック」と合わせてお使いいただくと、かなり祭りっぽい雰囲気の演出ができると思います。 お祭りテーマのパーティー演出レポート >> お祭りの団扇をモチーフにした「祭うちわ風パーティーピック」 お祭りをテーマにしたパーティー演出の時に作ってもらいたい!祭うちわ風パーティーピック。パーティーテーマに「お祭り」?って思う人もいそうですが、お祭りテーマのパーティーは、特にキッズパーティーでは子供たちが大変楽しめますのでオススメです。パーティーの中で縁日っぽいレクリエーションをやってあげると、大変盛り上がります! パーティー料理を海賊風に演出できる!海賊の旗パーティーピック メロンやパイナップル、キウイ、リンゴ、スイカなどのカットしたフルーツの上に差し込むと、海賊船のように見せることができるパーティーピックです。バナナでもそれっぽくなるかな? 竹串などの長めのピックを使用して作ります。 海賊テーマのパーティー演出レポート >> フルーツを海賊船のように演出できる!海賊船パーティーピック フォトプロップスにも使える「ひげピック」 最近流行のフォトプロップス(Photo Props)に使える「ひげピック」。3種類の違ったデザインのひげピックが作れます。印刷データをダウンロードし、 厚めの用紙 にプリントして切り抜き、裏側に爪楊枝や竹串をマスキングテープ等で貼り付けるだけで簡単に作れます。 色々な国の料理をテーマにしたパーティー演出に「国旗パーティーピック」 色々な国の国旗をモチーフにしたパーティーピックです。イタリア料理パーティーやフランス料理パーティー、それからベトナム料理パーティー、ブラジル料理パーティーなど、色々な国の料理をテーマにしたパーティーの時に使っていただけるピックです。 世界の全ての国旗を用意すると大変な数になってしまうので、適当にセレクトした国の国旗のみになります。素材データになっている国旗は、アメリカ、イギリス、フランス、日本、カナダ、イタリア、ドイツ、ブラジル、ベトナム、スイス、フィンランド、スペイン、ガーナ、カナダの13カ国です。
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