LED(Light Emitting Diode)はダイオードの一種です。 ダイオードは、P型・N型半導体を接合して作られています。
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N型半導体
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シリコンにリン・砒素・アンチモン等の5価の元素をごく微量添加した物を考えます。たとえば砒素の場合、結晶内のシリコン原子の1つを押し退けてその位置に入ります。シリコンの4価に対して砒素は5価の原子ですので、共有結合すると電子が1つ余ります。この余った電子は他の電子よりも比較的自由に動けます。このように結晶内に比較的自由に動ける電子がある半導体をN型半導体と呼びます。
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P型半導体
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シリコンにガリウム・アルミニウム・ホウ素・インジウム等の3価の元素をごく微量添加した物を考えます。たとえばホウ素の場合、結晶内のシリコン原子の1つを押し退けてその位置に入ります。シリコンの4価に対してホウ素は3価ですので、共有結合をする時電子が1つ不足します。この不足している部分を正孔といいます。正孔の近くの電子はその正孔を埋めようと移動してきますが、今度はその電子があった場所に正孔が出来ます。その結果自由に動き回る正孔が存在する事になります。このように結晶内で正孔が自由に動き回っている半導体をP型半導体と呼びます。
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※用語※
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共有結合
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原子の最外殻にいる電子である価電子は8個が安定した状態です。価電子が8個でない原子は分子として構成される場合、他の原子と価電子を共有しあい8個で安定な結合をします。この結合を共有結合といいます。
※図は価電子6の酸素1個と価電子1の水素2個が共有結合したもの(水素は価電子2で安定する)
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PとN キャリア
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Positive Negativeの略です。ポジティブは正を表し、プラスの電荷を持つ正孔がキャリアならばP型になります。ネガティブは負を表し、マイナスの電荷を持つ電子がキャリアならばP型になります。 また、自由に動き回る電子や正孔の事を電気の運び手という意味でキャリアと呼んでいます。
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