理系学生日記スマートフォン用の表示で見る理系学生日記おまえはいつまで学生気分なのか2011-10-07ダイオードはなぜ整流作用を持つのかstudyまでをまとめたいと思います。絵をかくのクソみたいにメンドいから文章だけです。分けることができます。一般に、この分類基準は抵抗率であることが多いですが、これを「エネルギー帯構造」に従って分類すると、その区別はより明瞭になります。孤立原子を考える場合、その電子の持つエネルギー値は不連続な値を取ります。大学(高校で学ぶ人もいる?)化学なんかで、水素原子の持つ電子が入るエネルギー準位について学ばれた方も多いのではないでしょうか。その原子によって構成される固体を考えると話はすこし違ってきます。固体は他の原子との距離が近いので、それら影響を受けた結果、電子の入り得るエネルギー準位は孤立原子のような不連続値ではなく、(ある意味連続的な)帯構造を取ります。半導体/電子デバイス物理この電子の存在が許されるエネルギー準位の帯は「許容帯」、存在が許されない帯は「禁制帯」と呼ばれます。おいては、電子はエネルギー準位の低い許容帯から入っていきます。電子で一杯になってもう入れないような許容帯を「充満帯」、電子が入ってるけどまだ余裕がある許容帯を「伝導帯」と呼びます。伝導帯の電子は、原子の束縛から離れて自由に運動できるので、電流を構成できます。許容帯だけど電子が入っていない空の帯は「空乏帯」と呼ばれます。区別ではまず導体とは何でしょうか。おいて既に伝導帯に電子が存在するような物質を示します。結果、電圧をかけたらすぐに電子が動き、電流が発生します。これに対し、伝導帯が存在しない(充満帯と空乏帯で構成される)のが絶縁体です。絶縁体と同じく伝導帯は存在しません。充満帯と空乏層の間にある禁制帯は絶縁体と比べて随分と薄くなっています。結果、常温程度の熱エネルギーによって電子が励起されると、エネルギーを得た電子は余裕で禁制帯を突破し、空乏帯に入って伝導帯に変え、結果として物質は導電性を示すようになります。[物理のかぎしっぽ]あとこれは補足みたいなもんですが、温度があがるとガンガン電子が伝導帯に上がってくるようになるので、半導体の抵抗温度係数は負の値を示します。上で、充満帯の電子が禁制帯を飛びこして伝導帯に入るという話をしましたが、この結果、充満帯には電子の空席ができます。hole)」と呼んだりします。この正孔は、まわりの電子と位置を交換できる(移動できる)ので、電子と同じく電流となります。電流を運ぶという意味で、電子と正孔をまとめて「キャリア」って呼びます。ゲルマニウムやシリコンといった純粋な半導体は、電子が伝導帯に上がると、充満帯には同数の正孔ができるので、電子密度と正孔密度は等しくなり、このような半導体を真性半導体と呼びます。いったオーダーなので、抵抗率は非常に大きいです。