電子と電流の向き のバックアップ(No.2)

本当にサルでもわかる話 Edit

n型、p型半導体のおさらい Edit

今回のお話の前にn型半導体とp型半導体のおさらいを簡単にしてみましょう。

n型半導体 Edit

・n型半導体は余った電子がある。
・電子はーを持っている。
・その電子は電圧をかけると＋の方に流れる。
というお話でした。


p型半導体 Edit

・p型半導体にはホールがある。
・ホールは＋を持っている。
・そのホールは電圧をかけるとーの方に流れる。
というお話でした。


電流というもの Edit

電流という言葉をご存知でしょうか。
聞いたことがある方は多いと思います。
一言で言えば「電気がどういう方向にどれくらいの大きさで流れているのか」みたいなイメージです。

「電流の向き」＝「＋を持つモノが動く方向」 Edit

これはこういうものだと覚えておいてください。


さて、＋を持つものとは何でしょう。
それは「ホール」ですね。
ということでｐ型半導体から考えましょう。

p型：ホールと電流の向きは同じ Edit

p型は簡単です。
ホールはーへ流れ、それと同じように電流が流れていると理解してください。


n型：電子と電流の向きは逆 Edit

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複雑なことを言うとワケわからなくなりますが、一言で言ってしまえば、
『Si(シリコン）だけの状態の半導体にP（リン）を混ぜた半導体』
程度の理解で十分だと思います。
前回お話した「”Siに混ぜ物をした半導体”というものは次回以降でお話します。」というお話をするわけです。

シリコンだけの状態からリンを混ぜた状態の半導体を理解する Edit

前回お話した真性半導体（Siだけの半導体）の図を改めて書くとこんな感じでしたね。

すべてのSiの周りに電子が8個。
電子は安定して動かなく、電気が流れない。
そういうお話でした。


このSiの一部をPと取り替えてみます。
SiからPに変わると何が起きるのか。
Siは電子が4個ですが、Pは電子を5個持っています。
すると、ご覧の通り、P 1個につき、電子が1つ増えます。
その電子は宙ぶらりんになっちゃうわけですね。


ということでPを1つ増やすほど電子が増えますのでPの数を増やすとこんな感じになります。
（各々のSiやPが持っている電子4個は省略して書いてます。）

余った電子は自由に動けるので電流が流れる Edit

「8個で安定している電子」と違って「余っている電子」は好きに動けます。
そこで、下の図のように左に＋、右にーの電圧をかけてみます。
すると、電子はーの電気を持っているので＋に引き寄せられ（磁石のSとNみたいに＋とーは引き合います）、左へ流れていきます。



電子が動くため、電流が流れます。
電子が多いほど電流が一杯流れるのでPが多いほど電流が流れます。
ということでPが多いほど電気抵抗（電流の流れにくさ）が小さくなりますね。

少し難しい話 Edit

なし

参考文献 Edit

なし