ダイオード （diode）

ダイオードの整流作用について考えてみましょう。

ダイオードは、 p型半導体 と n型半導体 を接合したもので、 電流を一方向のみに流す整流作用を持っています。

n型半導体は、電子が電荷を運びます。電子はマイナスの電気を持っているので、 ダイオードに電圧がかかると、プラスの電圧がかかっている方向に移動します。
下図ではブルーの小さい円で電子を表しています。

p型半導体は、正孔が電荷を運びます。正孔は電子が存在しない空席ですが、 あたかもプラスの電気を持った電子のようにふるまいます。 ^*1
ダイオードに電圧がかかると、正孔はマイナスの電圧がかかっている方向に移動します。
下図では赤い小さな円で正孔を表しています。

最初、電池は逆方向 （電流は流れない） に接続されています。
図のスイッチの付近をマウスでクリックして下さい。 スイッチが ON になって、ダイオードに電圧がかかります。
電子はプラス極、正孔はマイナス極に向かって動き始めます。
しかし電子や正孔が電極付近にたどりついてしまうと、あとは目立った動きはなくなります。
電池を逆方向に接続すると、電流は流れません。

スイッチをクリックして OFF にして下さい。

電池をマウスでクリックすると、方向が変わって順方向接続 （電流が流れる） になります。
スイッチをクリックして ON にすると、電子はプラス極、 正孔はマイナス極に向かって動き始めます。
順方向接続では電子や正孔が動き続け、電流が流れます。

逆方向の接続では電流は流れません。順方向の接続であれば電流は流れます。
１方向にのみ電流を流す性質、これがダイオードの 「整流作用」 です。

上図右下の の三つのボタンをクリックすると、キャリアの移動速度を速くしたり遅くしたり、 あるいは停止させたりできます。

^*1　講義資料／半導体 を参考にして下さい。

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1999.03.07   ueyama@infonet.co.jp