半導体の基礎・物理– category –
半導体の基礎・物理では、「半導体とは何か」から、電気が流れる仕組み、電子と正孔、キャリア、バンドギャップ、ドーピング、PN接合までを体系的に解説します。シリコン、ゲルマニウム、GaAs、GaN、SiCなど主要材料の違いに加え、ダイオード、トランジスタ、MOSFET、FinFET、GAAの基本構造も取り上げます。さらに、ゲート、ソース、ドレイン、チャネル、閾値電圧、移動度、抵抗率、オン電流、オフ電流、リーク電流など、デバイス性能を理解するための重要用語を初心者にもわかりやすく整理。半導体用語を基礎から学びたい方、製造工程や回路設計の記事を読む前に物理の土台を身につけたい方に向けた入門カテゴリーです。数式を最小限に抑え、ニュースや技術資料に登場する専門語同士の関係も丁寧に説明します。
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半導体の基礎・物理
SiCとは?EVと高電圧電源を支える炭化ケイ素半導体の基礎を解説
SiC(炭化ケイ素)は、シリコンと炭素からなるワイドバンドギャップ半導体です。高耐圧、高温動作、高い熱伝導率、低い電力損失を実現しやすく、パワーデバイスの材料として普及しています。 -
半導体の基礎・物理
GaNとは?高周波・高耐圧を実現する窒化ガリウム半導体の基礎を解説
GaN(窒化ガリウム)は、ガリウムと窒素からなるワイドバンドギャップ半導体です。高い絶縁破壊電界、速い電子輸送、高温動作、発光特性を持ち、電力変換・高周波通信・LEDで使われます。 -
半導体の基礎・物理
ゲルマニウムとは?シリコン以前の半導体材料と先端デバイスでの役割を解説
ゲルマニウム(Ge)は原子番号32の半導体材料で、初期のトランジスタやダイオードに使われました。シリコンよりバンドギャップが小さく、電子と正孔の移動度が高いことが特徴です。 -
半導体の基礎・物理
GaAsとは?高周波・光通信を支えるガリウムヒ素半導体の特徴を解説
GaAs(ガリウムヒ素)は、ガリウムとヒ素からなるIII-V族化合物半導体です。シリコンより電子移動度が高く、直接遷移型バンドギャップを持つため、高周波デバイスと発光・受光デバイスに適しています。 -
半導体の基礎・物理
半導体とは?導体・絶縁体との違いと電気を制御する仕組みを解説【2026年版】
半導体は、導体と絶縁体の中間の電気伝導性を持ち、温度・光・電圧・不純物の添加によって電気の流れやすさを大きく変えられる材料です。代表材料はシリコンで、トランジスタ、ダイオード、メモリ、センサーなどの土台になります。 -
半導体の基礎・物理
シリコンとは?半導体材料の主役になった理由と結晶構造を解説【2026年版】
シリコン(Si)は原子番号14の元素で、現在の半導体デバイスに最も広く使われる材料です。地殻中に豊富に存在し、高純度化・単結晶化しやすく、安定した酸化膜を形成できるため量産技術が成熟しています。 -
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電子とは?半導体で電流が流れる仕組みとキャリアの役割をわかりやすく解説
結論:電子とは、負の電荷を持つ基本粒子であり、半導体では電流を運ぶ主要なキャリアである。電子が価電子帯から伝導帯へ移り、電界によって移動することで電流が生じる。n型半導体やnMOSでは、電子の数と動きやすさがデバイス性能を大きく左右する。 電... -
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キャリアとは?半導体で電流を運ぶ電子と正孔の仕組みを解説
結論:半導体におけるキャリアとは、電流を運ぶ移動可能な電荷の担い手である。主なキャリアは伝導帯の電子と価電子帯の正孔であり、n型半導体では電子、p型半導体では正孔が多数キャリアになる。キャリア濃度と移動度が、抵抗率、電流、スイッチング速度... -
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フェルミ準位とは?n型・p型半導体とpn接合を理解する基礎
結論:フェルミ準位とは、物質中で電子がどのエネルギー状態まで存在しやすいかを示す基準である。半導体では、フェルミ準位の位置を見ることで、電子と正孔のどちらが多いか、n型かp型か、接合部でどのような電位差が生じるかを理解できる。 フェルミ準位...