JFETその2

      2017/02/26

僕は元々数学が不得意な文系の学生だったのですが、
1976年にHITACHI Lo-D HS-400 という、とてつもなスピーカーに出会ってしまったばかりに、
電子工学などなんにも知らないままにトランジスターをいじることになり、
今に至っています。

そして詳しいことは解らなくても使うことはできますし、
それなりに電子やイオンが動くのが見えるように(ほんとに見えるのではないと思いますが)なるのです。
まあ、身体で憶えたというのですかね。。

というか、電子が動くというのは目には直接は見えないので難しく感じますが、実はとても簡単で当たり前のことなのです。
たとえば、目に見える例で言うと、机の上に平らな板が置いてあって、その上に鉛筆が載っているところを想像してください。
電気でいうと、板が導体、鉛筆が電子なのですが、板の片端を持ち上げると、どうなりますか?
板には傾斜が付いてきますので、ある高さまで来ると、鉛筆は滑るなり転がるなりしますよね?
ある高さというのが電圧に相当します。電気というのはそれだけのことなのです。

・・よく半導体と言われるのですが、電気の導体でもなく不導体でもない、

半導体??

なんですかね?これは??この言葉を初めて聞いたのは小学生の頃なのですが、当然なんのことだか解りませんでした。
でも、技術家庭科だか理科だったか忘れましたが、先生が黒板に図を描いて説明してくれたことがあったのです。

今は多くの解説サイトがあって、例えばこういうサイトがあるわけですが、先生が黒板に描いてくれたのも同じ図でした。

2-9.gif

http://homepage3.nifty.com/skomo/f9/hp9_2.htm

シリコン:Siの結晶は共有結合と言って、最外核の電子軌道には8個の電子が入るところ、4個しか電子が無い、
そこで、お互いに電子を軌道上に共有し合って、安定化する。
こういうのは高校の化学で習ったはずですが、どうでしょうか??
習った覚えがなくても、なんとなく解りますよね?

左の2-9図では最外核電子が5個(1つ電子が多い)のリン:P をきれいなシリコンの結晶に中に不純物として少量含ませたもので、
電子が1つ余っていますので、この電子は自由電子と呼ばれ、文字通り電圧の低い方から高い方に自由に流れます。
N型半導体といいます。

右の2-10図では、きれいなシリコンの結晶の中に最外核電子が3個(1つ電子が少ない)のホウ素:B が少量含まれています。
要するに、ところどころ電子がない穴が空いている部分があると思ってください。
この穴をホール:正孔と呼びます。ホールからホールに電子が移動して来ると、
見かけ上ですが、電子の移動方向とは逆方向にホールが移動していくように見える、ということが解りますよね?
これをP型半導体といいます。

P型半導体もN型半導体も電圧をかけると、
電子は半導体内部を電圧の低い方から高い方に流れます。
P型半導体はホールが高い方から低い方に移動します。

説明の都合上シリコンの結晶は便宜的に平面に描いてありますが、
実際はダイアモンド型の立体的な構造をしています。

case_02a.jpg

では、P型半導体もN型半導体も導体なのに、なぜ半導体と呼ばれるの?
という疑問が湧きますが、その答えは、

単独では導体なのですが、接合:Junction させると、
そしてある外部条件を変化させると半導体(可変抵抗化する)となるのです。

それがJFETなのですが、どうでしょうか?
もっと解説が要りますか?

とりあえず、壊してもいいので、やってみるのが近道だと思いますが。。

つづきます。

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