今日学習すること電子物理学第24回 (2014/11/18) ｐｎ接合前期の復習を兼ねて、「ｐｎ接合を用いるとどのようなメリットがあるのか？」を考えます。ｐｎダイオードの動作原理ダイオードの種類 ◆授業の大まかな流れ２４回目半導体デバイスの基礎今回から１月の最終回まで、半導体を用いた素子（デバイス）について勉強していきます。これまでより具体的な講義だと思います。 • • • • • • • • • • • • 本日のメインです From wiki (一部修正) pnダイオード (pn Diode) ショットキーバリアダイオード (Schottky Barrier Diode) ツェナーダイオード (Zener Diode) トンネルダイオード (tunnel diode)、江崎ダイオード (Esaki diode) トリガ・ダイオード（ダイアック (DIAC)）、サージ保護用ダイオード）可変容量ダイオード（バラクタ (varactor diode)） PINダイオード (p-intrinsic-n Diode) レーザーダイオード (laser diode) フォトダイオード (photo diode) 発光ダイオード (Light Emitting Diode. LED) ガン・ダイオードアヴァランシェ･ダイオード pnダイオード pnダイオード pnダイオードと動作原理 pnダイオードと動作原理 I I 整流作用 Vb 0 V Vb I0 I0 pnダイオードの「オイシイ」使い方① pnダイオードの「オイシイ」使い方① I こんなものもダイオード… こんなものもダイオード V 0 － Vb 0 量子効果(トンネル効果）を利用→３年の講義で説明します。 V I0 ツェナー効果を用いたダイオード →一定の電圧を得たいときに用いる。 pnダイオードの「オイシイ」使い方① pnダイオードの「オイシイ」使い方① ツェナーダイオード電源からのノイズをカット静電気対策電池の不均一な電圧を均一化－－＋＋－－＋＋－－＋＋ I pnダイオードの「オイシイ」使い方② pnダイオードの「オイシイ」使い方② Vb 0 逆方向電圧をかけると、空乏層が、誘電率εの誘電体コンデンサとなります。 (電気は流れません) V I0 バラクタ pnダイオードをコンデンサの様に用いる pnダイオードの「オイシイ」使い方② pnダイオードの「オイシイ」使い方② バラクタ（バリキャップ）ラジオやテレビのチューニング(選局)機能チューニング：インピーダンスを揃える→R or Ｌ or Ｃを変化バラクタは機械的な動作無くＣを変化できるので便利バラクタのカタログから太陽電池光通信光通信に最適な波長(光ファイバを用いる場合1.55µmや1.3µm)で発光・受光する素子が各種作られています。電気→光赤外光で発光するLED I 熱平衡状態時のｐｎ接合 0 内蔵電界 n型半導体伝導帯－価電子帯＋＋＋－－電子（－）のエネルギ p型半導体正孔（＋）のエネルギ発光ダイオード光→電気フォトダイオード V 0 V 0 内蔵電界－－電位差＋＋ 0 －－－－－－電位差価電子帯＋＋ 0 p型半導体－－＋＋ V n型半導体伝導帯＋内蔵電界＋＋＋＋電子（－）のエネルギ正孔（＋）のエネルギ p型半導体－価電子帯内蔵電界電流－逆方向バイアス印可時のｐｎ接合 I 順方向バイアス印可時のｐｎ接合正孔（＋）のエネルギ＋＋－ n型半導体伝導帯－価電子帯＋＋＋電位差－－電子（－）のエネルギ価電子帯伝導帯 I －－電子（－）のエネルギ－ n型半導体電子（－）のエネルギ p型半導体正孔（＋）のエネルギ n型半導体伝導帯 V 内蔵電界＋正孔（＋）のエネルギ p型半導体 I 熱平衡状態時のｐｎ接合 I 順方向バイアス印可時のｐｎ接合 V