そう言わざるを得ないほど、この「半導体」は我々の生活を支えています。
多くの方がこのページをパソコンにて見られているでしょうが、
そのパソコンなんかは、まさしく「半導体の塊」です。
パソコンだけでなく、テレビやエアコン、冷蔵庫、炊飯器などの家電製品、
自動車、飛行機、船舶、もちろん電車にも使われています。
家の中で「半導体を使っていない電気製品」を見つけるのが難しいほどです。
懐中電灯くらい？
さて、そんな半導体も前述の通り電車にも多く使われています。
最初は、電車の制御をリレー（継電器）などの接点を使ったものを置き換えるために使っていました。
だから、鉄道業界では「無接点制御装置」などという言い方がよくされます。
最初は小さい電気を扱う「弱電」の世界だったのですが、
チョッパ制御を皮切りに電車を動かす駆動電流、いわゆる「強電」を扱う部分にも
多く用いられるようになりました。
さて、そんな「半導体」なのですが、
半導体って、どんなものなのでしょうか？
我々が普段ＩＣやＬＳＩなどを指して「半導体」といいますが、
それらは正確には「半導体素子」と言います。
そもそも「半導体」とは、
電気を流す「導体」でも、電気を流さない「絶縁体」でもない中間的なものを言います。
代表的なものとして、ゲルマニウムやシリコンなどの物質がありますが、
これらの物質は、純度が高い状態では温度が低いと電気を流さない「絶縁体」なのですが、
徐々に温度を高くすると電気を流し始めるという特性があります。
この「半導体」の特性を生かして使った物が「半導体素子」なのです。
しかし、「半導体」をそのまま使うと非常に使いづらいため、
コントロールをしやすいように若干の手を加えます。
純度の高い「半導体」に、別のものをほんのちょっとだけ加えて、
半導体そのものの抵抗を下げます。
この時に加えられた「不純物」の種類を変えることで、
半導体の中で電子が余っている「Ｎ形半導体」と
半導体の中に電子が入る穴の開いている「Ｐ形半導体」の
２つの半導体を作ることが出来ます。
左：Ｎ形半導体 右：Ｐ形半導体こんなイメージです。あくまでもイメージであって、実際はもっと違います。
今のところ、すべての「半導体素子」はこの２種類の半導体で作られています。
この「Ｎ形半導体」と「Ｐ形半導体」の組み合わせ方や重ね方を変える事で、
いろいろな種類の半導体素子が作れます。
代表的なものとして、ダイオードやサイリスタなどがあります。
ダイオードは一番基本的な半導体素子で、
「Ｎ形半導体」と「Ｐ形半導体」を単純に重ねたものです。
左：回路記号 右：組立図ダイオードは一方向にしか電流を流さない特性を持っているため、
電流の逆流防止や交流電気の整流（直流化）などに使われています。
図でいうと、左から右の方向にしか電流は流れません。
左の回路図でいう、三角の矢印の方向にしか電気は流れません。
逆方向に電流を流しても（右から左、ＮからＰに向かって）流れないのですが、
どんな半導体素子にも限界というものがあり、
その限界を超えてしまうと壊れてしまいます。
つまり、反対方向にも電流が流れてしまうのです。
そのため、その限界の電圧や電流が定められています。
細かい話をしだすとこれもキリがなくなってしまうので、
半導体ってこんなもん、って感じで理解しておいてください。