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[問題 2-4]これはなんでしょう


\begin{figure}
\epsfxsize=6cm
\centerline{\epsffile{semicon2.ps}}
\end{figure}

答え:半導体 ダイオード、トランジスタ、FET(通称「石」)
半導体にはp型とn型があるのはご存じでしょう。pからnに電流が流れ (順バイアス方向)、 その逆は流れません(逆バイアス方向)。 これを利用したのがダイオードで記号は

\begin{figure}
\epsfxsize=1.5cm
\centerline{\epsffile{diode.ps}}
\end{figure}

です。 pn接合は半導体のバンドギャプを利用しているので順方向の時にも電圧降下を おこします。その値はシリコンで0.6V、ゲルマニュームで0.3V程度です。 この値を覚えておけば、その半導体が生きているかどうかを確かめことができるという 非常にに重要な値です。逆バイアス電圧をどんどん高めていくと 余剰電子とホール以外のシリコンの電子がさらに剥ぎ取られ 逆方向に電流が流れます。これをブレークダウンと言います。

これとは別に構造に工夫をして逆バイアスをかけると、価電子が導電帯に飛び移り 逆電流が流れる現象があります。 この特性を積極的に利用したダイオードを発見者の名前をとってツェナーダイオード (定電圧ダイオード)とよびます。pn両層を薄くつくるとおこる現象で 一定の電圧を出す特性を持っています。 実際には3、4.5、6Vぐらいのものが多いです。記号は


です。 普通、見た目には区別がつきませんので、入手するとき型番をみて まぜこぜにしないようにするしかありません。 こいつは矢印の反対方向に電流が流れ一定電圧を出します (普通のダイオードと逆向)。

ガッチリした感じのは交流を整流するのに使います。シリコン製で、 順方向に数A流せるものがおおいです。色は大抵黒です。 整流の時は後述するように 四本組で使うときが多いので四個まとめてパッケージされた整流専用の 「石」があります(もうほとんど使うことの無い真空管は「球」と呼ばれてました)。 このときは特別にブリッジとよびます。

ゲルマニュームダイオードはガラスに入っているものが多く 順方向の電圧降下が小さいことを利用して高周波の検波(整流)にもちいます。 大電流を流すと簡単に死にます。ガラスに入っているシリコンも結構あります。

さて、あとはなくてはならない トランジスターとFETです。トランジスタにはエミッタ、ベース、 コレクタ(EBC)という三つの足、FETは電解効果型トランジスタの略称で ソース、ドレイン、ゲートという三つの足をもっています。p型半導体と n型半導体の組合わせでpnpタイプとnpnタイプがあるのはさすがにご承知 でしょう。 これらに関しては章を改めてちゃんと勉強することにします。

これらの半導体は一般的に名前のつけ方が決まっています。 トランジスターなら

   2SAxxxx  高周波用pnp
   2SBxxxx  低周波用pnp
   2SCxxxx  高周波用npn
   2SDxxxx  低周波用npn
です。2は足の数引く1で、SがセミコンダクターのS、ABCDがタイプ、以下型番。 足の位置は標準的には型番名を見て左からECBの順です(えくぼと覚えます)。 この法則には例外も結構あるので注意が必要です。

FETは

   2SKxxxx  npnに対応
   2SJxxxx  pnpに対応
です。足の位置(DSG)は会社でまちまちなので注意が必要です。

ダイオードは1Sxxxxとなりますが、そうでないものも結構あります。 カラーリングの書いてある方向が 電流の流れる方向で順方向です。 ツェナーダイオードはRDxxxxとかHZxxxxとかいう型番のものが多いです。 記号は以下の図の通りです。

\begin{figure}
\epsfxsize=0.4\textwidth
\centerline{\epsffile{trfet.ps}}
\end{figure}


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2000-02-20