【子どもの基本】半導体とは？|小学生も分かる基本
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送るそもそも半導体とはなんでしょうか。
学校の先生は「私たちの社会の発展には欠かせないものです」って曖昧な説明しかしてくれない先生が多くないですか。
いまいち良く分らないですよね。
「どんなところで、どんな役割をしているか？」
ここが知りたいですよね。
半導体とは一体何なのか？
半導体が、どのようなものか説明していきますね。
-Contents-
半導体とは？|小学生にわかる半導体
半導体は、半導体集積回路（はんどうたいしゅうせきかいろ） の略称で、よく電気を通す「導体」と、電気を通さない「絶縁体」の中間の性質をもつ物質です。
半導体は、「普段は電気を通さないけど、ある条件を加えると電気を通す物質」といえます。
| 種類 | 特徴 | 物質例 |
| 絶縁体 | 電気を通さない | ゴム、ガラスなど |
| 半導体 | 条件によって電気を通す | シリコン、ゲルマニュウムなど |
| 導体 | よく電気を通す | 鉄、銅など |
その電子部品の事を一般的に半導体といいます。
現在のデジタル社会では、 スマートフォンやタブレット、パソコンなどの電子機器などのマイコン入り家電として、生活の一部となっています。
「ある条件って何？」
「電子部品ってどんなもの？」
- 物質には、導体・半導体・絶縁体がある
- 金属と絶縁体の中間の低効率をもつ物質
- 条件によって電気を通す物質
半導体の電気を通す条件とは？
半導体は、シリコンやゲルマニュウムという物質ですが、通常はこれらの物質は電気を通しません。
次のようなことをすると、電気を通すように変化します。
- 温度の変化：温める
- 光の照射：光を当てる
- 何か物質を加える：不純物を加える
シリコンやゲルマニュウムなどを半導体と言うのではなく、この原理を利用して開発された物を半導体といいます。
条件によって電気を通したり、通さなかったりする半導体物質のチップに、電子回路を構成する数十億個の電子部品（トランジスタ・抵抗・コンデンサ・ダイオード）を配置したものです。
電子部品とは？
何気ない私たちの生活である、室内を快適な温度に保ったり、お米をおいしく炊き上げたり、ゲームをしたりするのには、どのような電子部品が活躍しているのでしょうか？
目に見えないところで私たちの生活を支えてくれている代表的なモノを３つだけ紹介しますね。
まさしく、半導体の中身ですね。
ダイオード
ダイオードは、電流を一方向にしか流さない電子部品です。
これは、＋－を反対にすると、反対向きには電気が流れなくなっています。
たとえば、ゲーム機に乾電池を反対方向に入れてしまったとき、ゲーム機が壊れないように電気を流さなくする事ができます。
（電気を通す導体の場合は、一方向ではなく、両方向で流れます）
電気の流れを制御する、電子回路部品
トランジスタ
トランジスタは、小さい電気の信号を大きくしたり、電気の流れを高速で、オン／オフを切り替える機能がある電子部品です。
トランジスタラジオなどは、トランジスタを使って、小さな電波を増幅することで聞くことができています。
1940年代までは電流を増幅させるために、真空管（しんくうかん）を使っていました。トランジスタの登場で、一気に小型化、省電力、長寿命を実現し、ラジオだけではなくコンピューターなどでも使われていています。
- 増幅作用
小さな電気信号を大きい電気信号に変換する - スイッチング作用
電気信号の流れを高速で制御（ＯＮ／ＯＦＦ）する
IC（集積回路）
IC（集積回路）は、 あらゆる電子部品を超小型化して、小さなシリコンチップの上に集積させたものです。
カバーみたいな一枚の基板(チップ)の中に、ダイオードやトランジスタなどの色んな電子部品が入っていて、それぞれが繋がりあっていて、既にチップ内に必要な回路を実装している便利な電子部品になります。
一部屋分必要なくらいの回路をチップ１枚にまで小さい、という凄さです。
- 電子部品を統合させて1つ複雑な機能をもつ部品
- 超コンパクト
もちろん、これ以外にも、記憶装置（メモリー）DRAMやフラッシュメモリー、演算装置のマイクロプロセッサ、発光ダイオードなどなど、色々な電子部品が開発されていてます。
身の回りにある半導体
それでは、これらの半導体がどのような物に使われているのか紹介しますね。
スマホ、タブレット、テレビ、エアコン、電子レンジ、電車、飛行機、自動販売機、銀行のATM、監視カメラ、産業用のロボット、自動車、などなど･･･
他にもあると思いますが、半導体は生活の様々なところに使われているのです。
楽しく理解するおススメ
OSOYOO 知育学習 電気回路実験キット
「電球はなぜ光るのか」という基礎の実験をすることができます。電気を通すってどんなことか、どのような物質が電気を通すのか、自分で調べることが知識になります。
オススメ度 ★★★★★（4.2）
Miuzei Arduino用 R3用 初心者 電子工作 スターターキット
電気の入門用セットの内容としては十分です。実際に、体験することが大切だと思います。どちらかというと、大人の初心者の方にちょうどいいかもしれませんが、年齢関係なく小学生からでも学べます。
オススメ度 ★★★★★（4.8）
コンピュータ、どうやってつくったんですか？
コンピュータの中で最も中心的な存在である半導体に関する本です。豊富なイラストがあって、会話形式で進んでいくので読みやすく、子ども達にも理解しやすい本になっています。
オススメ度 ★★★★★（4.6）
まとめ（半導体）
小学生の皆さん、ちょっとはスッキリして頂けましたでしょうか。
昔の真空管のコンピューターは、大きさだけでなく、すぐに壊れてしまうので、真空管の交換だけでお金と時間がかかっていたらしいです。
この50年間程度で、このコンピューターがスマートフォンになっているのです。そう考えると、半導体の重要性が分かりますよね。
しかし、少し前まで半導体の生産が世界一だった日本は、残念ながら生産シェアが奪われ始めています。
何とかしないと、日本製がなくなってしまいますね。
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