電子

金属と半導体接合時に見られる現象です。両者の持つ仕事関数の大小関係により、整流性を示すか、オーム抵抗のように働くか決まります。バンド図の大小関係により、この現象を説明することができます。

npnバイポーラトランジスタの動作原理をバンド図を使用して説明せよ。また、特性を向上させるための施策、制約について述べよ。npnバイポーラトランジスタに関する問題は、論述形式で出題されることが多いです。本記事も、論述ベースで作成していきます。

伝導帯の有効状態密度を\(N_{c}\)、価電子帯の有効状態密度を\(N_{v}\)とすると、ある温度で伝導帯に励起される電子の密度\(n\)と正孔の密度\(p\)は、以下のようになる。\begin{cases}n=N_{c}\exp \left( -\dfrac{E_{c}-E_{f}}{kT}\right) \\ p=N_{v}\exp \left( -\dfrac{E_{f}-E_{v}}{kT}\right) \end{cases}

本問は、半導体デバイスを院試範囲とする大学で頻出となっています。東大、阪大、東北大、九大、北大、農工大など多くの大学が対象になります。一般的に電流は、電荷量\(e\),電荷密度\(n\),速度\(v\),面積\(S\)を用いて、I=envSと...

P型半導体、N型半導体をPN接合したときの拡散電位の導出を問題形式で行っています。試験でよく出てくる頻出問題ですので、本問で理解を深めましょう。