逆バイアス

質問

簡単な質問ですみません。
純バイアスと逆バイアスというものがあるようですが、どういった事でしょうか？

回答No.5

myeyesonly · ベストアンサー

こんにちは。何らかのPN接合についてのお話のようですね。

＞電子の流れと電圧の流れが逆という事でしょうか？
電圧というのは流れるものではありません。
よく水圧に例えられますが、電流を流そうとする力（圧力）と思うとよろしいかもしれません。
力と逆向きには流れません。
ただ、気をつけないといけないのは、電流と電子流は逆向きだという事です。
電子流はマイナスからプラスへ流れます。
電流はプラスからマイナスへ流れます。

このやっかいな話の大元は、まだ電子が発見される前、電気現象そのものは沢山知られていました。
そこで電気が流れる方向を便宜的に決めてしまったのが電流で、実際に電子回路で主に扱う電子流は逆だったというのが判っても、いろいろな理論が出来上がったしまったので変える訳にはいかなかったという事です。
ただ、電荷を担うのが電子だけではなく、正の電荷を持つイオンやホール（正孔)の流れでは電流と同じになります。

以上をご理解の上で、いくつかのパターンがありますのでその説明を。

●電流を流すPN接合（ダイオード、トランジスタ）
判り易いように電子をキャリアとしてみると、バイアスが順方向なら、N型に電極から電子が注入されて電子密度が上がり、空乏層に電子が流れ込む方向です。
これによって空乏層に電子というキャリアが存在するので、空乏層が消失します。
逆方向では、N型のキャリアである電子が電極のプラス電荷に引かれて電極から離れた部分のキャリア密度が低くなり、空乏層が拡大します。

●電流を流さないPN接合（FET、ICのシリコン基板等)
ある程度大きな逆バイアスを与える事で、空乏層を作ると、そのバイアス電圧以内の信号の振幅電圧では順バイアスにはならず、その接合間には電気が流れません。
これを利用して、逆バイアス電圧で空乏層の幅を変化させて、反対側の半導体の電気が通れる領域(チャンネルといいます)の電気抵抗を変化させるのが電界効果トランジスタ（FET)です。

また、空乏層を絶縁物に見立てると、逆バイアス電圧の範囲内で使うなら、コンデンサーと同じ構造になります。
これが可変容量ダイオード（バリキャップ)。

もうひとつ、同じように逆バイアス電圧以内で使うなら、二つの半導体同士を直流的には絶縁する事ができます。
これを利用して、片方の半導体片の中にさらにいくつもの電極やPN接合を作り、基板としたものがPN接合基板というIC（集積回路）に用いられる仕掛けです。