コンデンサと集積回路

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コンデンサと集積回路の違い

コンデンサ vs. 集積回路

ンデンサの形状例。この写真の中での分類としては、足のあるものが「リード形」、長方体のものが「チップ形」である 典型的なリード形電解コンデンサ コンデンサ（Kondensator、capacitor）とは、電荷（静電エネルギー）を蓄えたり、放出したりする受動素子である。キャパシタとも呼ばれる。（日本の）漢語では蓄電器（ちくでんき）などとも。 この素子のスペックの値としては、基本的な値は静電容量である。その他の特性としては印加できる電圧（耐圧）、理想的な特性からどの程度外れているかを示す、等価回路における、直列の誘導性を示す値と直列並列それぞれの抵抗値などがある。一般に国際単位系（SI）における静電容量の単位であるファラド（記号: F）で表すが、一般的な程度の容量としてはそのままのファラドは過大であり、マイクロファラド（μF. SOPパッケージに封入された標準ロジックICの例 集積回路（しゅうせきかいろ、integrated circuit, IC）は、主としてシリコン単結晶などによる「半導体チップ」の表面および内部に、不純物の拡散による半導体トランジスタとして動作する構造や、アルミ蒸着とエッチングによる配線などで、複雑な機能を果たす電子回路の多数の素子が作り込まれている電子部品である。多くの場合、複数の端子を持つ比較的小型のパッケージに封入され、内部で端子からチップに配線されモールドされた状態で、部品・製品となっている。.

半導体

半導体（はんどうたい、semiconductor）とは、電気伝導性の良い金属などの導体（良導体）と電気抵抗率の大きい絶縁体の中間的な抵抗率をもつ物質を言う（抵抗率だけで半導体を論じるとそれは抵抗器と同じ特性しか持ち合わせない）。代表的なものとしては元素半導体のケイ素（Si）などがある。 電子工学で使用されるICのような半導体素子はこの半導体の性質を利用している。 良導体（通常の金属）、半導体、絶縁体におけるバンドギャップ（禁制帯幅）の模式図。ある種の半導体では比較的容易に電子が伝導帯へと遷移することで電気伝導性を持つ伝導電子が生じる。金属ではエネルギーバンド内に空き準位があり、価電子がすぐ上の空き準位に移って伝導電子となるため、常に電気伝導性を示す。.

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マイクロプロセッサ

マイクロプロセッサ（Microprocessor）とは、コンピュータなどに搭載される、プロセッサを集積回路で実装したものである。 マイクロプロセッサは小型・低価格で大量生産が容易であり、コンピュータのCPUの他、ビデオカード上のGPUなどにも使われている。また用途により入出力などの周辺回路やメモリを内蔵するものもあり、一つのLSIでコンピュータシステムとして動作するものを特にワンチップマイコンと呼ぶ。マイクロプロセッサは一つのLSIチップで機能を完結したものが多いが、複数のLSIから構成されるものもある（チップセットもしくはビットスライスを参照）。 「CPU」、「プロセッサ」、「マイクロプロセッサ」、「MPU」は、ほぼ同義語として使われる場合も多い。本来は「プロセッサ」は処理装置の総称、「CPU」はシステム上で中心的なプロセッサ、「マイクロプロセッサ」および「MPU（Micro-processing unit）」はマイクロチップに実装されたプロセッサである。本項では、主にCPU用のマイクロプロセッサについて述べる。 当初のコンピュータにおいて、CPUは真空管やトランジスタなどの単独素子を大量に使用して構成されたり、集積回路が開発されてからも、たくさんの集積回路の組み合わせとして構成されてきた。製造技術の発達、設計ルールの微細化が進むにつれてチップ上に集積できる素子の数が増え、一つの大規模集積回路にCPU機能を納めることが出来るようになった。汎用のマイクロプロセッサとして最初のものは、1971年にインテルが開発したIntel 4004である。このマイクロプロセッサは当初電卓用に開発された、性能が非常に限られたものであったが、生産や利用が大幅に容易となったため大量に使われるようになり、その後に性能は著しく向上し、価格も低下していった。この過程でパーソナルコンピュータやRISCプロセッサも誕生した。ムーアの法則に従い、集積される素子数は増加し続けている。現在ではマイクロプロセッサは、大きなメインフレームから小さな携帯電話や家電まで、さまざまなコンピュータや情報機器に搭載されている。.

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ダイオード

図1：ダイオードの拡大図正方形を形成しているのが半導体の結晶を示す 図2：様々な半導体ダイオード。下部:ブリッジダイオード 図3：真空管ダイオードの構造 図4 ダイオード（英: diode）は整流作用（電流を一定方向にしか流さない作用）を持つ電子素子である。最初のダイオードは2極真空管で、後に半導体素子である半導体ダイオードが開発された。今日では単にダイオードと言えば、通常、半導体ダイオードを指す。 1919年、イギリスの物理学者 William Henry Eccles がギリシア語の di.

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アルミニウム

アルミニウム（aluminium、aluminium, aluminum ）は、原子番号 13、原子量 26.98 の元素である。元素記号は Al。日本語では、かつては軽銀（けいぎん、銀に似た外見をもち軽いことから）や礬素（ばんそ、ミョウバン（明礬）から）とも呼ばれた。アルミニウムをアルミと略すことも多い。 「アルミ箔」、「アルミサッシ」、一円硬貨などアルミニウムを使用した日用品は数多く、非常に生活に身近な金属である。天然には化合物のかたちで広く分布し、ケイ素や酸素とともに地殻を形成する主な元素の一つである。自然アルミニウム (Aluminium, Native Aluminium) というかたちで単体での産出も知られているが、稀である。単体での産出が稀少であったため、自然界に広く分布する元素であるにもかかわらず発見が19世紀初頭と非常に遅く、精錬に大量の電力を必要とするため工業原料として広く使用されるようになるのは20世紀に入ってからと、金属としての使用の歴史はほかの重要金属に比べて非常に浅い。 単体は銀白色の金属で、常温常圧で良い熱伝導性・電気伝導性を持ち、加工性が良く、実用金属としては軽量であるため、広く用いられている。熱力学的に酸化されやすい金属ではあるが、空気中では表面にできた酸化皮膜により内部が保護されるため高い耐食性を持つ。.

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アレニウスの式

アレニウスの式（アレニウスのしき、Arrhenius equation）は、スウェーデンの科学者スヴァンテ・アレニウスが1884年に提出した、ある温度での化学反応の速度を予測する式である。5年後の1889年、ヤコブス・ヘンリクス・ファント・ホッフによりこの式の物理学的根拠が与えられた。 反応の速度定数 k は で表される。活性化エネルギーEa の単位として、1モルあたりではなく1粒子あたりで考えると、 と表すことも出来る。 活性化エネルギーはアレニウスパラメータとも呼ばれる。また指数関数部分 exp (-Ea /RT) はボルツマン因子と呼ばれる。.

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CMOS

CMOS（シーモス、Complementary MOS; 相補型MOS）とは、P型とN型のMOSFETをディジタル回路（論理回路）の論理ゲート等で相補的に利用する回路方式（論理方式）、およびそのような電子回路やICのことである。また、そこから派生し多義的に多くの用例が観られる（『#その他の用例』参照）。.

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CPU

Intel Core 2 Duo E6600) CPU（シーピーユー、Central Processing Unit）、中央処理装置（ちゅうおうしょりそうち）は、コンピュータにおける中心的な処理装置（プロセッサ）。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路（LSI）の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の（小規模）集積回路（さらにそれ以前はディスクリート）から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架（フレーム）から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部（メイン）、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン（マイクロコントローラ）は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.

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真空管

5球スーパーラジオに使われる代表的な真空管（mT管） 左から6BE6、6BA6、6AV6、6AR5、5MK9 ここでは真空管（しんくうかん、vacuum tube、vacuum valve）電子管あるいは熱電子管などと呼ばれるものについて解説する。.

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電源回路

電源回路（でんげんかいろ、英語：power supply）とは、入力電力から必要とされる出力電力を生成する電力回路である。電力変換回路とも呼ばれる。入力から出力の間に変換されるものには、電圧・周波数・力率・波形・直流-単相交流-三相交流などがあり、また入出力の絶縁のために用いられることもある。広義では電池も含めることがある。.

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MOSFET

MOSFET（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）は、電界効果トランジスタ (FET) の一種で、LSIの中では最も一般的に使用されている構造である。材質としては、シリコンを使用するものが一般である。「モス・エフイーティー」と呼ばれたり、「MOS-FET」と記述されることもあり、IGFETやMISFETがMOSFETとほぼ同義で用いられることがある。ユリウス・エドガー・リリエンフェルトが考案した。.

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抵抗器

抵抗器（ていこうき、resistor）とは、一定の電気抵抗値を得る目的で使用される電子部品であり受動素子である。通常は「抵抗」と呼ばれることが多い。 電気回路用部品として、電流の制限や、電圧の分圧、時定数回路などの用途に用いられる。集積回路など半導体素子の内部にも抵抗素子が形成されているが、この項では独立した回路部品としての抵抗器について述べる。.

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