トランジスタの原理

やっぱり量子力学の知識がないと理解は無理ですかね？

正孔だのなんだのいうモデルでボンヤリ理解しとくのが不満なら漁師力学からやるしかあるまい。

vipであきらめたか

まずはダイオードから

量子力学やるとなると数学も必然的に学ばないといけないからなぁ…
趣味でやってるのでそこまでいくとさすがに大変だ

＞５
”つまづき”は　電子工作の場合　金銭に導かれるがあ..

電気電子に限ったことではない。

偉い身分のやつほど、”すっとぼける”からなあ。

自分が電気になって回路内のトランジスタに行けばわかる。
http://science6.2ch.net/test/read.cgi/denki/1124641457/23
鬼に追いかけられてコレクターに追い込まれた際に誰かがベースに印加してたら通過できる。

水は滝を流れ落ちる。水の流れの類推で、なんとかららないかな。

ダイオードの整流作用がなぜ起こるのか分からない
あれを理解するのにも量子力学の知識っているのかな？

灯油ポンプ・・・を思い浮かべてほしい。
エミッタ　ベース　コレクタにそっくり

半導体の基礎であるﾄﾗﾝｼﾞｽﾀの理解に量子力学なんてまったく必要なし。
特殊な動作を理解したいとか、深くやるんだったらﾄﾝﾈﾙのとこだけ理解しとけ。量子でとっつきにくいのは
摂動や一電子近似らへんやと思うが、半導体工学というよりは普通に物理学。
それに量子力学より物性物理のほうが基礎知識としてはあったほうがいい。
とりあえず半導体工学でぐぐりまくるか、その系の本買ってやってみ。
ちなみにおすすめはSMｼﾞｨの本。

>>11
そうなんですか？
私が知りたいのは、原子や電子がどのような振る舞いをしてその結果スイッチング作用や
増幅作用が引き起こされているのかという、どちらかといえば動作の本質部分なんですが

オレも半導体の原理はようわからん。データシートの通りに部品を並べてるだけ。
なんで自由電子の動き(方向)が制限されるんだ？
4つの力？静電気？

第五の力だよ

高校で物理やってないの？

>>15
高校物理のレベルでは理解不可能です

1+1　が何故　2　になるか？
説明するのは難しいゾ

まずはTL431から
TRより簡単だぞ

斜面に重いものが置いてある　が摩擦が大きくて動かない
隙間に砂を入れてやると摩擦が減少して滑り出す
砂の多い少ないで滑り方を制御できる

こんなイメージでは如何？

>>19
その砂や重いものが実際には何に置き換わるんですか？

＞何に置き換わる

記号

真空管 -> FET
これでok

３０年前オレは一攫千金ねらったわけでないが
半導体で名をあげようと思った。トンペイでやっている先生がいた。

しかし、現実は、電子工学専攻の学生は不要。
物理と科学の学生がいればOKと　言われた。ショックー。

そりゃそうだろな。

模式的にはいくらでも説明できるけど、たぶん掘り下げると
場の量子論あたりまで持ち出す羽目になりそうな気がするが・・・
真空管とかだったら直感的に分かりやすいんだけど。
自分もよく理解してないっす。

ちなみに２本の平行電線に同方向に同じ電流があると引き合うのを説明するためにすら
相対論が必要だったりする。深入りしないのが吉・・・

トランジスタの原理に量子論はいらないのでは？

SITにスクリーンとかサプレッサーとか入れると5極管特性になるん

>>26
いらないと思ってるのは、あなたがどこかで暗黙の了解をしてしまっているから
例えば、電子はマイナスの電荷を持っていてプラスの電極に引かれるのは常識だが
これを、さらに「なぜ？」と進めると、今のところ最終的には量子論の世界になる
まあ、量子論に進んだところで新たな「なぜ？」は当然生まれるわけだが・・・

アインシュタインは、「なぜ重力が存在するのか？」と疑問に思い、重力子の存在を
突き止めたが、「なぜ重力子がそのように振舞うのか？」は突き止められない

実際、プロセスルールの微細化でMOSFETのサイズがシュリンクされてきて、
ゲート酸化膜の漏れ電流が問題になってる。
あの漏れ電流は、トンネル効果によるものだから、最近のトランジスタは、
量子論なしでは語れなくなってきてる。

>>28
アインシュタインって「重力子」まで行ったんだっけ？
「重力とは時空の歪みで、それが波のように伝播する」としか言わなかったと思うんだが。

>>28
＞ 例えば、電子はマイナスの電荷を持っていてプラスの電極に引かれるのは常識だが
＞ これを、さらに「なぜ？」と進めると、今のところ最終的には量子論の世界になる

常識なのではなく、そういう性質のものと捉えられているのでしょ。
そしてそれは量子論でも「そういうもの」でしかない。

>>28
量子論では重力子が存在することになってるの？
アインスタインは一般相対論で有名なわけだけど
そのなかに重力子が含まれると？

量子論って粒子の個別の挙動について
すごく当たり前のことを定式化しているだけであって
巨視的な挙動についてなにかいってるわけじゃないんだよね。
トランジスタの通常の動作は巨視的な挙動だから
量子論はいらない思う。
トンネル効果を使ってる場合その部分については
量子論を使った説明がいるかもしれないけど
巨視的動作としては別に量子論はいらない。
物性ってそういうものだから。

粒子性と波動性の双方が確認されたのって、光子と電子以外にもあるんだろうか。
この両者は理論的に示されたのではなく、実験結果から得られたもののはず。
とすると、他の粒子や波動に対し、無批判に拡張できないと思うのだが。

>>33
それは、すべて量子論で考えるべきという意味？
その逆？

当方、工学部卒なので量子論はあまり突っ込んでやらなかったんだが
学生時代、光子と電子の粒子性・波動性は実験から示されたと教わった。
しかし、量子力学では、素粒子は皆粒子性・波動性の両面があると
教わった記憶がある。
ここに、飛躍があると感じるんだ。

相対性理論の場合、
・光速が座標系によらず不変
・加速度の変化の原因が慣性力か重力か区別できない。
この理解しやすい「仮定」を起点に論じているから、納得できる。

>>35
量子力学では、理論的研究から粒子は皆粒子性・波動性の両面があることが「予測」され
その後、光子と電子の粒子性・波動性が実験から示されたのでは？
光子、電子は十分に小さく、不確定性原理のために、位置と時間の誤差の積が無視できないが
それより大きな粒子はどちらの誤差も粒子の大きさに対して無視できるくらいになる。
一方、素粒子はさらに小さいから、正確な測定ができず、多数の粒子の分布をとらえることでしか
存在確率を測定できないので大きな装置が必要になる。
カミオカンデの存在意義はそこにある。

ということと思ってます。

学生時代の量子力学の本を漁ってみたが、
「プランクはエネルギー量子の整数倍しか取らないと仮説した。」と天下りで
書いてあっただけだった。
昔読んだブルーバックスの本を思い出すと、自分が立てた方程式が
発散して現実と合わないから、離散的にしか存在しないと仮定し
間引いて積分するとうまく説明できた、だったと思う。
で、この結果から、「光はエネルギーが1点に集中した存在」と見なして、
アインシュタインは光電効果を説明することに成功。
「波動と思われた光に粒子性があるなら、粒子と思われる電子にも波動性があるんじゃね？」
と考えて、スリットによる電子線の干渉縞が見つかった。

こんな流れじゃなかったっけ。

順番的には量子力学よりも、まず電磁気学を完璧にするのが先じゃね? それでやっとシュレーディンガー方程式とか、特殊相対性理論を理解する準備ができるわけで。

そだな、電磁気学は当然りかいしてんといかんな。

ノイマンのよんでもわかるけど、
量子力学の定式化はべつに粒子が云々ではないよね？

エンジンをもっすごく小さくしたものにも適応できる枠組みでしょ。
JJサクライの問題になんか針が倒れることを量子力学的に
考察する問題があったような・・・わすれたが。
解析力学を通してハミルトニアンという影とおって
量子化という定式化がある・・・

あくまでも定式化のなかでは粒子とかはインプリシットなんじゃない。
次の段階、場の量子論にきて素粒子とかが徐々に定式化されてるような感じ。
わしも途中で投げ出したんで、てきとうだったらすまん。

で、トランジスタだが、ニートで暇なんでブレッドボードとオシロひっぱりだして
バイポーラの回路くんでみた。けっこうめんどくさいが、やっぱり習うより慣れろ
だな。ついでにこれからオペアンプで遊んでみるわ。

「実際に機能する単分子トランジスター」の開発に成功！・・・馬鹿なんで何が凄いか全く解りません＞＜
http://tsushima.2ch.net/test/read.cgi/news/1261742357/l50

＞やっぱり量子力学の知識がないと理解は無理ですかね？

正孔と電子のモデルでも定量的な説明までできる。正孔と電子がぶつかると対消滅するこ
と、その対消滅のよりも空乏層側に引き込まれる確率が高いことで理解できる。

ダイオードが一方向性を持つのは、対消滅が発生するのが P ch にプラス N ch にマイナ
スの電圧をかけたときに限られるから。逆方向に電圧を掛けると P N 接合の部分でキャ
リアの存在しない空乏層ができてしまうから。


V+
┌─┐
│N │
├─┤<-- 空乏層
├─┤
│P │
└─┘
GND


トランジスタの場合は、NPN または PNP の三層構造になるが、真ん中のベース部分が極
端に薄くなっていることで増幅作用が生まれる。ダイオードのときにできる空乏層で絶縁
が壊れて漏れる限界近くでトランジスタは動いている。

V+
┌─┐
│N │
├─┤<-- 空乏層
├─┤P
│N │
└─┘
GND

薄い空乏層でもなんとか絶えて漏らさないようにしているところへ、ベースの P ch の横
に正電圧を与えて電流を流してやると、下側の N とベースの P の間で対消滅が発生して
電流が流れる。でも上側の N と P の間では逆バイアスがかかっていて、電流が漏れる寸
前の所にいる。

ここで下側：エミッタの N から P に流れ込もうとした電子は対消滅する前に、上側の
N コレクタ側の方に漏れ出してしまうことになる。漏れる寸前の所にあるのに横から刺激
を与えられたら、どばっと出てしまうのは男ならわかるだろう。

ここでベースの薄いことが漏れるぎりぎりの条件を実現している。トランジスタの増幅作
用をもたらしている。だから、二本のダイオード逆方向につなげば N P N 構造を実現で
きるが、トランジスタにはならない。

これでも読めや　バンド理論からはじめないと駄目とちやうんか

ttp://www.chem.ryukoku.ac.jp/wada/HomePage/FDF/Presentation(2002)/Band%20diagram%20from%20the%20chemical%20point%20of%20view(school).pdf

ttp://home.sato-gallery.com/education/kouza/KesshoSchool2002.ppt

トランジスタの原理を知ってもな、童貞は童貞なんだよ！！！！

トランジスタを使って実感してみろ。
チ〇ポを入り口にあてたくらいの先が柔らかく温もる感じはあるぞ。

女の匂いで男どもがわんさかなだれ込んでくるところが理解しがたい。

test

なん…だと

【ナノテク】原子7個分の大きさの世界最小のトランジスタを開発
http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1274866229/