和菓子で美味しく理解する半導体
「IEEE SSCS Pico Chipathon 2023」というプロジェクトのJAPANチームに参加していて、BGR回路の設計を担当しています。
挑戦していると、まだまだ全然基礎がわかっていないのを痛感します。
ワタシの頭の中では、まさに
半導体？なにソレ美味しいの？
という状態なので・・・・美味しく理解したいと思います。
和菓子で半導体表現する
半導体は条件によって、電気を流したり、流さなかったりする特性を持つモノです。その特性を利用して、ワタシ達は便利にダイオードやトランジスタを作っています。
シリコン（Si）は安価で手に入りやすい物質だそうで、半導体製品にはシリコンが利用されています。
シリコン(Si)は半導体ですが、ものすごく高純度にしたものは真性半導体と呼ばれて絶縁体（電気を通さない）になるそうです。
n型半導体を美味しく理解する
シリコン(Si) にリン(P)を混ぜてn型半導体を作ります。
リン(P)を混ぜると言っても、めちゃくちゃ高濃度にしたシリコンの中に入れるのは、人口１６０万人の福岡にひとり宇宙人がいる程度の割合なんだそうです！
リン(P)のイメージあん
そこに電子が５個あるリン(P)を、電子が４つで結合しているシリコン(Si)に混ぜます。すると電子が１つアブれるそうです。
その電子がプラス電極に惹かれて移動するのがn型半導体らしいです。
P型半導体を美味しく理解する
つぎにP型半導体を作ってみましょう。
電子が３個のホウ素(B)を電子が４つで結合しているシリコン(Si)に混ぜると、今度は「ホウ素(B)の手、空いてますよ。」（不安定な状態になるので安定したい）状態になります。
すると、甘い言葉に（？）手の部分に電子が飛び込んでいきます。すると次が空いて、そこも「手、空いてますよ。」状態になるので、次々と「手、空いてますよ。」状態が移動するわけです。
それがプラスの電極に向かって次々と移動していくのがP型半導体らしいです。
本日の美味しい半導体あん
甘栗あん＝シリコン (Si)
鳴門金時芋あん＝電子
パンプキンあん＝ホウ素(B)
紫芋あん＝リン(P)
以上、半導体を美味しく理解するために、
「甘栗あん」「鳴門金時芋あん」「パンプキンあん」「紫芋あん」
で考えてみました。
最後は白玉団子と美味しくいただきましょう🍵
（ポエム おしまい）