目次
レポートについて
- 提出期限：11年9月8日3時間目の電子回路の授業で提出
- レポート内容：電子素子について書く
- 通称：夏休みの宿題
- 見返り：成績の向上
例文
電子素子を三省堂 大辞林で調べてみると意味は以下のようになっている
「固体内電子の伝導を利用した電子部品。トランジスタ・ダイオード・太陽電池・ジョセフソン素子など。電子デバイス。」
これを大別すると能動部品や受動部品、機構部品から構成され、主に次のものがある。
能動部品：能動部品はほとんどが能動素子である。
例：電子管、真空管、トランジスタ、集積回路、ダイオード、液晶ディスプレイ、
受動部品：受動部品の多くが受動素子である。
例：抵抗器、コイル、トランス、リレー、振動子、スピーカー、電球、蛍光灯、放電灯、ヒーター、電熱線、電池
機構部品
例：プリント基板、コネクタ、ソケット、プラグスイッチ、ヒューズ、電線、アンテナ
その中でもよく利用される物をここで簡単に紹介しておく
◆ダイオード：ダイオード（英語:Diode）は整流作用（電流を一定方向にしか流さない作用）を持つ電子素子である。最初のダイオードは2極真空管で、後に半導体素子である半導体ダイオードが開発された。
ここでは半導体ダイオードの動作について、基本的なPN接合ダイオードを例に取って簡単にその特性を述べる。
基本構造と熱平衡状態
PN接合ダイオードは、n型半導体とp型半導体が滑らかに繋がった（接合された）構造をしている。PN接合部ではお互いの電子と正孔が打ち消し合い、これら多数キャリアの不足した空乏層が形成される。この空乏層内は、n型側は正に帯電し、p型側は負に帯電している。このため内部に電界が発生し、空乏層の両端では電位差（拡散電位）が生じる。ただしそれと釣り合うように内部でキャリアが再結合しようとするので、この状態では両端の電圧は0である。
順方向バイアス
ダイオードのアノード側に正電圧、カソード側に負電圧を印加することを順方向バイアスをかけると言う。これはn型半導体に電子、p型半導体に正孔を注入することになる。これら多数キャリアが過剰となるために空乏層は縮小・消滅し、キャリアは接合部付近で次々に結びついて消滅（再結合）する。全体でみると、これは電子がカソードからアノード側に流れる（＝電流がアノードからカソード側に流れる）ことになる。この領域では、電流はバイアス電圧の増加に伴って急激に増加する。また電子と正孔の再結合に伴い、これらの持っていたエネルギーが熱（や光）として放出される。また、順方向に電流を流すのに必要な電圧を順方向電圧降下と呼ぶ。
逆方向バイアス
アノード側に負電圧を印加することを逆方向バイアスをかけると言う。この場合、n型領域に正孔、p型領域に電子を注入することになるので、それぞれの領域において多数キャリアが不足する。すると接合部付近の空乏層がさらに大きくなり、内部の電界も強くなるため、拡散電位が大きくなる。この拡散電位が外部から印加された電圧を打ち消すように働くため、逆方向には電流が流れにくくなる。より詳しくは、PN接合の項を参照のこと。
◆トランジスタ：トランジスタ (transistor) は増幅、またはスイッチ動作をする半導体素子で、近代の電子工学における主力素子である。
デジタル回路ではトランジスタが電子的なスイッチとして使われ、半導体メモリ・マイクロプロセッサ・その他の論理回路で利用されている。ただ、ICの普及に伴い、単体のトランジスタがデジタル回路における論理素子として利用されることはほとんどなくなった。一方、アナログ回路中では、トランジスタは基本的に増幅器として使われている。
増幅作用
エミッタ - ベース間にわずかな電流を流すことで、エミッタ - コレクタ間にその何倍もの電流を流すことができる。
エミッタ - ベース間のわずかな電流変化が、エミッタ - コレクタ間電流に大きな変化となって現れる。
エミッタ - ベース間の電流を入力信号とし、エミッタ - コレクタ間の電流を出力信号とすることで、増幅作用が得られる。
コレクタ電流 (IC) がベース電流 (IB) の何倍になるかを示す値を直流電流増幅率と呼び hFE で表す。この値は数十から数百にまで及ぶ。hFE=Ic/Ibである。
スイッチング作用
増幅時同様、エミッタ - ベース間の電流（ベース電流）によってエミッタ - コレクタ間のより大きな電流（コレクタ電流）を制御できる仕組みを利用する。
ベースに与える小さな信号によってより大きな電流を制御できるため、メカニカルなリレースイッチの代わりに利用されることもある。
電流の大小ではなくON / OFFだけが制御の対象であるため、一定の線形性が求められる一般的な増幅作用の場合とは異なり、コレクタ電流とベース電流との比が直流電流増幅率よりも小さくなる飽和領域も使われる。
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最終更新：2011年09月08日 02:39
