趣味悠遊自適生活DAY2: 電子回路入門2

ウィーンブリッジ発振回路

http://www.rlc.gr.jp/project/e_circuit/analog/opamp/wien_bridge/genri/genri.htm

半導体

n型半導体
シリコン（Si）にリン（P）をドープした例である。

5つの赤い丸がリン由来の価電子。

1つだけ余った e^- と書かれている電子が電荷の運び手となり結晶中を動く。

p型半導体
シリコン（Si）にホウ素（B）をドープした例。

PN接合ダイオード

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。

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。

逆方向バイアス

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。

ダイオード - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89

pn接合 - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/PN%E6%8E%A5%E5%90%88

PNダイオード (PN Diode)

半導体のPN接合の整流性を利用する、基本的な半導体ダイオードである。詳しくはPN接合の項を参照のこと。
ショットキーバリアダイオード (Schottky Barrier Diode) 金属と半導体とのショットキー接合の整流作用を利用している。順方向の電圧降下が低く、逆回復時間が短いため、超高速スイッチングや高周波の整流に適する。一般的に漏れ電流が多く、サージ耐力が低い。これらの欠点を改善した品種も製作されている。詳細はショットキーバリアダイオードを参照。

定電圧ダイオード (Reference Diode)（ツェナーダイオード (Zener Diode))

逆方向電圧をかけた場合、ある電圧でツェナー降伏またはなだれ降伏が起き、電流にかかわらず一定の電圧が得られる性質を利用するもの。電圧の基準として用いられる。添加する不純物の種類・濃度により降伏電圧（破壊電圧）が決まる。なお、順方向特性は通常のダイオードとほぼ同等。

バイポーラトランジスタ

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。

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。

トランジスタはすごい！
http://part.freelab.jp/p_transistor.html

上のページにわかりよい説明が

順方向に電圧がかけられていてもメイン弁（薄水色）がサブ弁（水色）に邪魔されて開かないので動作せず川の流れはせき止められています

当然ダイオードの働きをしていますのでメイン弁（薄水色）が逆方向には開かないようストッパーが付いていますので川の流れはせき止められています。

そこでG（ゲート）に電圧をかけるとサブ弁（水色）が押されロックが解除されメイン弁（薄水色）が開き川の流れは一気に流れます。しかも一回流れたらもう止まりません、止めるにはＡ－Ｋ間の流れを遮断すると止まります。

わかりやすい

J-FET

J-FETとは?｜共通｜東芝セミコンダクター＆ストレージ社
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/transistor/faq/common/answer_common19.html

Junction Field Effect Transistor 接合型電界効果トランジスタを示します。以前はFETと言えばこのJ-FET指していました。主に高入力インピーダンス、低ノイズの特長でインピーダンス変換、低ノイズ増幅器回路などに使用されています。
接続により簡易的な定電流回路素子としても機能します。

JFET and MOSFET comparison - Electronic Circuits and Diagram-Electronics Projects and Design
http://www.circuitstoday.com/jfet-and-mosfet-comparison