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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)のイメージあん

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。

シリコン(Si)を高純度にした真性半導体(絶縁体)のイメージあん


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。

リン(P)を入れると電子が1つアブれる。

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。

ホウ素(B)の原子モデル

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。

「ホウ素(B)の手、空いてますよ。」

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。

富澤商店の季節限定あん!めちゃ美味しい!オススメです!


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)

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