a1965年度ノ ーベル物理学rtを受賞された本財団連事長 、靭氷振一郎教授。

砂上1.
i 受賞ニュ ー スの翌日、財団運営委員会に必ける朝永唆考会長
砂上 右 記 念 講 演 会 で 、 宇 宙 線
および放射能のデモンストレーション笑験をおこなう朝永

教授。

砂友 財 団 発 足 の 記 念 講 演 会 のおりに。中央友、朝永理事長 、右、放渋沢前理事長。

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トラ ン ジ ス タ

EEEEL−−− JJ／︿！
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1211−j

エ レ ク ト ロ ニ グス 時 代 と

1
9
6
3年 1
2月 6自靭臼講堂にて
定 例 祭 9回 記 念 講 演

鳩山道夫

ただいま石井さんから大変ごていねいなごに光栄に存じているわけなんです。ちょうど紹介をいただきましたが，私は，学校を卒業

さきほど控室にまいりますと，皆様がいらしいたしましてから，約 10年間，理研でどやて，昔の理研にかえったような気がしました

っかいになって，その問，終始，私が尊敬し，のですが，そんなことを言っていてもしょう

また， ご指導いただいた仁科先生，（当時は仁がないんで，講演の方に入ろうと思います。

科先生と申しませんで，仁科おやかたといわ

大体，講演がございまして，それから実演をれていましたが）の記念講演に，在のようないたし，それから最後に映画を見ていただいものが一一本人はちんぴらだと思っておりま

それがみんな， 一貫して一つのものに結びつす。というのは， こう皆様，理研，仁科財団

くような誌をえらんでございます。

のお歴々がすわっていらっしゃるわけなんですが， その方々はみんな，私が当時おりました時の先輩なんでございまして，ああい う方

今日はいわゆるエレクト ロ
人類の夢と エレζク トロニ クスク久時代といわれております。 いや，今日は宇宙時

方が， あそこにすわっていらっし干ると，私代だとか，今日 は原子力 l時代だとか，いろんの話は大変やりにくいわけなんです一一こう

なことがいわれているのですけれども ， そのいう先生の記念講演会などという大変，晴れ

宇宙時代といわれているにしても ，実際宇がましい席で，お話し申しあげることは非常

宙I
侍代であるといってロケットをと｛ます，あ2エレクトロエクス時代とトランジスタ

るいは人工衛星をささに打ち上げるというよう

まだ科学の発達しま せん大昔には，人間はな技術の中には， それを制御する方法がなく自分の体だけを使って生活して い た わ け でてはいけないわけです。飛行機に人聞がのっす。体だけという意味は，て人聞が軌道をコントローノレするというよう

きらかになってくると思いますが， そういうなのでなくて，人ののっていない，いわゆる体だけを使って生活していた時代から ，だん

宇宙船とロケット，そういったものをとばしだん進歩してくるにしたがいまして，人聞がてちゃんとあらかじめ計算したようなところ

道具というものを使うわけです。で，道具とへもっていくためには，それを自動的に制御いうのは，いろいろな意味の道具がございまする方法がなくてはいけない。それらには，す。人間のすべての能力を， なにかの形で，今日でいうエレクトロユク久が十分に使われ人間の体だけの能力以上に働かせるための道て お り ま す。 また，原子力関係、にしまして具です。たとえば，ごく初期の時代，石器とも，放射能というおそろしいものがあるときか銅器とかいう時代にいたしましても， これに，人聞がそばにいかずにそれをコントロ −は人間は手の力だけでは，木の幹一本折るこ

y するには，やはりエレク トロユクニえというとができなかったのを，石のおのを使って木ようなものが必要になヮてきます。それで，の幹をたおすことができた。これは，人間の昨今，何々時代といわれているようなものす

もっている能力を，拡大したことです。そう

べてが，やはりエレクトロニク久を使っていいうものはすべて，人間のいわゆる肉体的なるわけです。どこへ行ヮても，そういう大切

力を，能力を，補う道具であったわけです。

なものの中にはエレクトロニクスというものそのうちに，人聞は機械というものを発明

が，みんな，心臓部として入っているというしまして，そういう能力を非常に拡大した。

ことは，やはり，今日がエレク トロユクスのつまり，石のおのにしましても，その石のお時代であるということの証拠ではないかと思のを動かす動力が，人間の手であったものを，うのです。で，いヮたい， エレクトロユク二え

蒸気機関とかいうようなものを使うようになというものは， どういうものか少し考えてみったわけですが，その前に，人聞が，他の動たいと思います。

物，牛とか馬とか，人間よりも力の強い動物

t
これから次第にあエレクトロニクスH
寺代 とトランジスタ3を使 って， それらの力を人聞が＝ントロ −；vは，いろいろなはなしがありますけれど， そすることによりまして，人 間にできないこと

ういうおとぎぱなしを分析してみますと ，人をさせるようになった。

間がも っている夢と申しますか，欲望と申し

そのを欠に，蒸気機関の時代がまいりまして，

ますか，そ ういうものが，いろいろな形であι そのほかいろいろな動力機闘がらわれている ・・…
。 一例を申しますと ，踏法できます。動力機関を使うことによりましのじゅうたんというようなものがございまして， こんどは，動物の力というような限界のて， それにのつかってきさを飛ぶことができまあるものじ ゃな くて， もっと，非常に大きなす。あるいは，何とかいう長叫がありまして，力を，人間が思いのままに制御できるようにその長伐をはくと，ひとあしでもって何キ口なった。つまり ，機械の発明によりまして，

メートノレか走れる。人 !
B
Jが持っております歩

人間の肉体的な能力というものは，非常に大行能力をはるかにこえた，非常 に強い力にあきくなったのと同じことになります。

こがれて，そのあこがれの結果が，そういう蒸気機関

しかし， この時代におきましては， まだこ

いろいろな形のおとぎばなしにあらわれてき

れらの機紙・は，やはり人聞が自分の頭と手とた。たとえば，非常に大きな巨人が，山を−足を使って，（あるいはほかのところを使ったl
悦で5?
lったとか，そんなはなしもごぎいます。

かも知れませんが）人間の力 によって， コン

そういう ，非常に大きな，力学的 な力にあこトロがれているものが多いわけです。

− したわけです。蒸気機関が発明されJV

ましても ， その蒸気機関に石炭をくペるのはそのような法らあこがれ， というものは，人間の手でありましたし，それらの J 、ンドノ
νたとえば飛行機ですとか，あるいは．非常にをとるのも人間の手です。で， この時代は，

大がかりなプJV ドーザーですとか，そういういわゆる第一次機械化の時代と呼んでいいの機紙・の発明によって， ある程度かなえ られたではないかと思います。

というべきではないかと思います。ところ

ここで話は少しとぶのですけども ，人間はが，一方こ のようなあこがれの中には，人 171]骨から， お とぎばなしというものを非常に好の手足の力以外に，ほかの能力についての欲んだものです。そのおとぎばなしというもの

望もあるわけです。たとえば，ちょっと名前

4

エレクトロエクス時代とトランジスタを忘れましたが，耳なが男とか何とかいうもそういったような，ごく初期の電信電話に見のがどぎいまして，非常に遠くのものをききられますように，比較的簡単な電気装置によわける力を持った男が物語の中に出てまいり

りまして，遠方の人と通信することができたます。あるいは，千里眼というような，非常わけですけれども，これは，今日から考えるに速くのものを見るものとか，そういうようと非常に微力なものであります。微力というな夢を，ある程度実現させてくれるのが， こ

意味はどういうことかと申しますと，そうい

れからお話いたしますエレクトロユクメであう速くの方と通信しようと思います

るわけです。

ったような方法によっては，電線を伝わってクJえという言信号がいくと，電線の長さが長くなれば信号

楽には，いろいろな定義ががだんだん弱っていく，信号が弱っていくと与えられておりますけれどいうことに対してそれを補償してやる方法が

エレクトロ
エレクトロ

ニクスとは

ι今言

ζ

も，わたくレ流の解釈をいたしますならば，何もなかった。したがって，通信方法として人聞が持っております手足以外の能力，手足は，微力なものになる。で， この微力なもの以外の能力と申しますと，自の能力，耳の能を微力でなくしたのが，いわゆる真空管の発力，頭の能力，そういったものを機棋に，か明でございまして，真空管というものができわってやらせる，あるいは，かわってやらせてはじめて， そういう弱い電気的な信号を増ることによって，そういったものを非常に拡幅することができるようになった。増幅作用

大するというようなことが，エレクトロュクというようなことカZおこりまして，はじめてスの真髄じ中ないかと思うわけです。

そこで電信とか電話とかいうものが，実用的

そういうことが，たまたま，電子管の発明と共に実現したんで，エレクトロユクニスといな段階に入ったと，そういえるだろうと思います。

う言葉でいいあらわされるようになった。そさてエレクトロニク；；，..の発展の中で， もうういうように私なりの解釈をするわけです。

ひとつ大きな段階がありますのは，電波を用

もちろん，真空管が発明される前にも，ペノν

いること， 一一一このことにより ， また，いわが電話を発明したとか，あるいは電信とか，

ゆる電気通信の分野は非常に発達したわけで5エレクトロエクスi
時代とトランジスタ

すが，一ーその電波を用いるということにつ日電波といわれるものと，本質的にはなにもι それちがっていない，ただその波長がちがっていからその発振しました電波に望ましい信号をるだけなんです。ですから， そういう意味でのせてやるための変調という働きが必要になは，のろしというものはエレクトロニク久のってまいります。で， この発振と変調と，そ第一歩といえるかも知れないんです−一−。

きましては，信号を出すための発振

れから，先ほど申し ました増幅と ，この 3つこういう馬鹿々々しいことを申しますのの作用があって，はじめてエレクトロユク久

は，実は，今日，通信に用いられている電波というものが大きな発達をして人間の役に立の波長というものが，だんだん短かくなって

つようになるのだと， こういうふうに私は解まいりまして， もはや， センチメート ノレ波，

釈するわけです。

ミ P波をと おりこしまして，光の領域にはいそこでちょっと余談になるりこんでしまった。光を使った通信というのんですけれども ，電波といが今日これからだんだん発達しようとしていうものをはじめて通信に使ったのは＿，，./Vコニるのです。そういう意味で光を通信に使うとーだといわれております。 マノV コ品ーが1895いうことは，本質的には我々は，年に，はじめて電波によって通信したというろしの時代にもどってきたといって言えないことになっているのですけれども ，実は，マこともない一一ーと，そう思 う わ け な ん で す

ノレコニ ーよりはるか以前に，人間は電波を使が， ただ，こ の二 つの光通信の聞に，非常な。て通信したという事実があるのでありまちがいがあります。それは，先ほど申しましす。それは何かと申しますと，人聞はその有た増幅という作用なんです。その他の発信と史以前から，という通信方法を用変調というこつの作用は，昔、ちゃん とやっいました。山のてっぺんで火をたいたりなどていたわけなんでして，煙を出すときに，上して信号しました．．，．・−。ところで，そののろにこうちわちょとかぶせたりなんかしまし

しというものに使われておりますのは何かとて，それによりましてちゃんと昔から，い わ

申しますと，これは光線であります。光線とゆる符号化通信ということが行なわれていた

いうのは，立派な電磁波でございまして，今わけです。そういう符号化通信がおこなわれ光通信の今昔

のろし

もう一度の

6

エレク トロエクス H
年1
‑
1
:
:と
ト ランジスタ

2万 サイク J Vが人間のききうる最高ていたということは，普からちっとも変わら

例えば，ないんで して， ただ違うのは，今日は，受信の音といたしますれば， 1秒 に 2万固までの側におきまして，非常に微弱な信号を増幅す

信 号 が， ラジオの電波にのせて送り出せればるという こと が， いろいろな方法で可能になよろしい。 これに対しまして，ってお ります。その点が，今日のエレクトロを考えてみますと ， アレピの 1:
:
r？
＂の岡市を

ュク久時代が骨とちがうゆえんではないかと苧るに要する時聞を会秒といたしますと，思います。
それでェ νクトロ ーグス

土 秒 の 問t
こ 1 コマの画面の中に写っている
30
点の数だけの情報 の 数を送らなければならな

は， はじめ通信とともに発い。ある場所が黒であり ， ある場所が自であ達 してきたわけなんですけ

る情報を送らなくてはならないわけです。

電波通信は
ますます
高周波に

アレピの場合、，Lれども， その通信といたしましても， :
M
:初の

れを点カZ
何イ問あると考えてよいか， いろんな

うちは， いわゆる電信電話というような一対考え方があると思いますが，

ーの迎信， そのうちに電波を使 うことを覚えには，特通約 20万個の 白黒の点が分布してまして， 一対多数の， 言いかえれば， ラジオいると考えられるわけです。それで， それだとかアレピとかいうような放送事業にまで発け数多くの点を， その点に関する情報を， 会達したわけなんです。 ところで， ラジオとア

秒の｜瑚に送らなければなら ないという わけ でレピとの非常に大きな違いがここにある。

フ

すから，毎秒送りこむ情報の数というのは，

ジオとア レどとで何が違うか， それは， 一方

約600万ぐら いになる。 で， 600万 というこは聴くもので， 他 方は見るものだ ・・…。確かとで，今日 ， アレピの信号に使われておりまにそのとおりなんですが， そのほかに，技 術

す周波数の幅が， 6メガサイ クJ Vということ的にもう一つ大 きな違いがあることを見逃がになるわけなんですが，ラジオの揚合ですと ，してはいけない。それは，一秒間に送り こま

2万 サイク JV までの信号を送ればよろしいかれる情報の数， インフォーメ ー ジョンの数とら， したがって それをのせてはこぶ波の周波いう意味で非？仰こ違うということです。ラジ

数も，せいぜい 1メグサイ ク
ノνイ
立で
、
よ ろしい
。

元では，人間の耳に戚ずる程度の周波数の音，が， アレピの揚合では，今申しましたように，

0

l枚の画面の中7エレクトロニクスIJ
寺代とトランジスタ

6 メダサイ ク
ノV までの信号を送らなければな{!
l!われております領域とをいろいろ主いてみらないので，

したがってそれを送る，つまりたわけですが， 左側に対数日盛で波長が目盛

それをのせてはこぶ波の周波数も 100メダサって ござV、ます。 :i
1'
JくのブJはごらんになれなイクノ
V ぐらいは必要にな って まいります。今いかと思いますが， 一需 上 は 1
00メート ノv,

日では， 100 メグサイ クノνではまだ足りませ

一番下が，lミクロンとな って おりま す。で，ん で， さらに周波数 の高いj品を ｛~：うわけ でご目に凡える光と申しますのは， lミク ロンよぎいます。

りもちょっと下の辺のところになっておりま

図 1では電磁波の波長と ， それか ら，今 日す。 可 視光線となっております。で， 周 波 紋
がだんだん向くなりまして，政送に｛克ってお

f
｝放送波

l
伽

りますのが，大作 1
00メート ／V ， 先ほど巾しました 1メガというのは，

FM

この辺でござV、
ます。ラジオの段送−に使います電波は，大作この辺の周波数。だんだん波長が短かくな ・
4
マイクロ波

r
cm I

て， 短波から FM の 川 波 数， 故後にアレピ
ジョンの戸]
ii
主義安ということになっておりまし

E EE
EEE

ん 下 がってまいりまして，マイ クロ i
庄は今 r
,

EJ

i
l
lのところがアレピの波長。それからだんだ

線て，その ill の~ I
T波でありますと，波長が 1メ

線線線
外外
光
赤赤視外
遠近可紫

EE
aE

﹃ ・
．
︐
︑
．
︐
︐ ︐
目 ︑︐．目︑︐ ︐
︑
︐
︑
．
︑︐
︐
︑
μ

Inm

aE

図 1
. 電磁波の波長

縦軸に波長が対数日盛でとってある。波長と周波数は逆比例するので高周波になるほど短波長になる。 m
波通信も今や近赤外線のと ころま で開発されている。

ート ノ
V ， いや， もっと先i
かくなってしまいま
す が， 100 メ＝げですと大体 3メー トノv, そのではもう電話の 中継， その他， ァ νピの中継にも使われております。それからだんだん下がってまいりまして，

ミ9メーターから述椋外，近赤外，あとで実験しておめにかけようという ，光通信の ， 光によるア ν ピ信－~；－ の伝8エレクトロニクス時代とトランジスタ

送などというのは， この近赤外のこの辺のとたい， ところが， この波をそのまま送ったのころを使うわけです。

では，電波の伝わります具合が悪いので， それを非常に周波数の高い波の上にのせ織 送j
皮てやります。その，のせてやるというのが，いわゆる搬送波で，のせるやり方というのは， その搬送波を信号に応じた変調波でこのように変調いたしま

変調波

して，搬送波の強度をこういうふうに変えてやるわけです。こんどはこれをJ叫~~蜘州酬州M/\リ~ ::図 2.電 波 通 信の波

変調波は送りたい信号の波。 搬送波は信号をのせて運ぶ波。 被変調搬送波は搬送波を変調して実際に送り出される波。受信機ははじめ受信側で検波いたしまして， もう一度
もとの信号の波にもどしてこれを受ける。ですから ， この変調波の周波数を高くしようとすれば， それに応じて，搬送波の周波数を高くしなければならこの波を受け，検波してもとの信号つまり変ない一一 こ れ が，今日通信に使われま調波をとりだす。信号（変調波）にくらべ搬送

す電波の波長がどんどん短くなってい

波ははるかに波長が短い。

図 2は， そういう電波を使いまして信号を送る方法なんでありますが，こちらに搬送波，変調波と書いてご 5います。ただいま周波数と申しましたのは， この搬送波一一持ち運び

くということのひとつの原因なのであります。
エレク トロユクメはこう
エレク トロニクス
による自動機械いうわけで，通信とともに発達してきたわけなんするための波ーーと ，変調波一一 これが送っですけれども ， その発達につれまして， しだてやる信号の波一ーとございます。

いに （今申しましたのは要するに人間の目や先ほどお話いたしましたラジオの揚合に耳の作用を拡大していこうということなんでは， 2Jjサイクノνのこういう波を送ってやりすが）人聞が機棋にさせよ うとい う働きが変9エレクトロユクス時代とトランジスタってきた一一頭の働き， つまり ，情報を処理んな番号で何桁かの数字であらわしてしまするとか，制御するとか， あるいは計算をすう。で，加入者は相手方の屯話番号にしたがるとかいわ今まで人聞が機棋にさせたこと

いまして数字のダイヤ ）V をまわす。するとこのない ことを機敏にさせようというようにエれが局の変換機へ信号としてはいる。 1からレクトロニグ久がだんだんすすんできたわけ

1
0 までの信号があるわけですが， この 1かです。もっとも簡単な例といたしまして，電ら 1
0 までの信号がきたことに応じて， 交 換話の変換器の例をとってみますと，きょうの機の内部で 1から 1
0 までの回線のどれかに聴衆のうちで若い方はあまりご存じないと思

それをつないでいくわけです。これがくり返いますが，私と、もの宅へはじめて電話が通じされて， 結局，先方の i
昔話につながれるといた頃は，電話の回線が非常に少なくて，電話

うことになるのですが，それだけの過程の中をかけるときには，まず受話器をはずすと局には， 加入者からまいりました信−！，＿.｝を識別すの交換手が出てまいります。そこにどこの何ることと ，そ れから，番ということをいいますと，交換手が加入者判断することと，それから最後に正しいとこ

からきております電話線を手で切り替えるわ

ろへ これをつなぐという三つの過程が含まれけでナ。今日でも ，会社の中の内線電話なんているわけです。

ていうのはそういう形で行なわれてい ると こ

これをどこ へつなぐか

識別ニヱ E
艮耳

ろが多いようでありますけれども。
ところが，だんだん加入者がふえてまいり

判 断 ＝＝ 頭 脳

ますと ， それではとうてい間に合わなくなっ動 作 ニニヱ 手 足てまいります。そこで自動交換機などという

図3. 自動機織の婆紫ものができてくるわです。自動交換機という自動機械は人間の探官にかわってその機能を発揮する。

ことになりますと，すべての加入者の電話を，
ある一定の法則にしたがって金制3
番号化して

図 3に
， 自動機紙−の要素と習いてございま

しまうわけです。今日の束京の電話はもちろす。第 lの識別という要素。この識別というんそうなっておりますが， すべての電話をみ

要紫は， 人間の働きにしてみれば目や耳の働toエレクトロニクス H
与代とトランジスタ

きであ ります。その次に判断という要紫があをもっていることが自動機棋の特質なのであります。判断という要素はこれは顕の働きでりまして，す。それから最後に，判断という要素にしたトというわけなんです。

がって動作をする， これが手足の働きなんで別 の例を申し ます と， 図 4は飛行機の自動す。この識別と判断と動作という 3つの要素

操縦の例なんですカ九円形の中央部にピーコ

こういうものをわれわれはロポッ

ン局があ りまして， このピーコ ン局
から信号喜子出す。その信号をこちら
から まいります飛行 機が （ちょう ど
この箇所を通る予定 の飛行機だといたし ます），
こ の信号を受けるわけ です。こちらからきました飛行機がこの信号を受けます。そうしますと ，
ここのところに，こちら半分に対しては， A という信号，

A という信号 は 符号化いたしま す とト ン・ツー ・ANS

トン ・ツー という信号であります。
で， こち ら側の半分 に飛行機がある

トゴ

揚合には，こ のトン ・ツー ・トン ・ツーという信号 が きこえてくるわけなんです。それか ら， こちら側の半図 4.飛 行 機 と 自 動 操 縦分に飛行機がありますと ，そ ちら側

手前の飛行機はビーコン局からの信号・
NをAよ
り強く受けるとピーコン局に向か つてお側に，また A を N より強く受けると左側に自動転向
し， AとNの強弱がちょうどひとしいところでは結局 Sの信号をう けて転向せずに進む。

には， N という信号−が出 ており ます。これはツー ・トン ・ツー・ トン
とい う信号がきているわけです。ですから， この飛行機に受信機を持つ

エレクトロニクス H
年代とトランジスタ

1
1

た人聞がのっておりまして， 信号が A であ

組んでございまして，掛tJ，たし＇~1 というよ

るか N であるか判断すれば，それにしたがうな簡単なものから，非常に高等な微分方程って， この飛行機のかじを少しこちらにまげ

式を解くような許算なとに至るまで，すべてる，あるいはあちらにまげるということがで機棋の中に組み込んであるプログラムにしたきるわけでありますが， それを人間の手をかがいまして， 自動的に計算するようになってりずに機械にさせます。機械がこういう信号

おります。ですから許算の途中では，ただいを受けまして， それを判断してかじを少しこま申しましたような，識別，判別，実行といちらへまげるような作用をする，また反対のう 3つの段階がくり返して行なわれているわ

信号がきたときにはあちらへまげるというよけです。

うに機検を調整しておきます。両方がちょう

計算機とか，あるいは自動制御装円とか，ど同じ強度にきこえるようになりますと，結そういうものがネ主争1
U
こなればなるほど， その局下のような信号になるわけなんです。こう中で行なわれる過程の数が詐常に大きな数にいう信号にいつもなるように， これに自動制

なってまいります。したがって，ひとつひと御をかけておけば， これはまっすぐい〈。そつのそういう過程をできるだけ早くしなけれの揚合にも ，いつも信号を識別することと，ばならない。それからまた，機棋が膨大にな

それから，その信号にしたがって， どういうることを防ぐために，ひとつひとつの単位をι

非常に小さく作ることが要求されてくるわけ

それから最後に，そういう こと をなすというです。そういう要求に応じて出てきたのがト

3つの段階が必要になってくるわけなんでランジニスタであります。

ことをしなければならないかという判断す。

トランク久タの発明者のきノョック レー が1
9
3
6年にぺ ）V • アレフォン研究所に入った
自動計算機とこういうような自動機械のんですけれども， その時に上司から与えられトランジスタ

典型的な例は，いわゆる計た命題が，算機であります。計算機とを追いだすかという命題だったそうでありまの登場申しますのは，中にあらかじめプログラムカZす。で，εうして電話の交換機から 9レー
リ νー といいますのは，呼び鈴とか1
2

エレクトロユクスH
寺代とトランジスタ

ブザーとかで使われているようなコイノV がありまして， そのコイノレに ft:流 が 流 れ る ことによヲて鉄片をひっぱって， その鉄片がひ っ

トラン ジスタの利点

ところで，トランジエスタということが， き ょうの日活の主題なんですが， トタンジ

ぱられることによって， 炊の回路のよスイッチ

メクでどういうことができるかというと ， そが切れたり λったり す る， そう い うような ものほとんど会部が， あた りまえの実益管でものが 9ν ーでありますけども，その 9レーができることにすぎないのです。すなわち， さ非常に数多く電話安換機に使われていたわけ

きほどから申しております地幅とか，発信とです。ところが 9νー というやつは， そ うい

か，変制，ある いは検波，そういう 作用はみん

う鉄片をつかっておりますんで，鉄片がついな普通の真空管でできるわけです。それだのたり切れたりするたび、に火花が出て，消耗すに， トランジ .
？
− タが発明されてからエレクト

るとか，あるいは久ピー ドが大へん小さい とロニク久が急速に発達 したのは一体 なぜか，か，容積が大きいとか，屯力をよけいに食うということになりますと ， これは結局， 小型

とか， はなはだ具合の悪いと ころがた くさん

であるとか，電力を食わないとか，寿命が長ありました。それでもそういうものしかな い

いとか，機紙ー的に丈夫だとか，そういうよう

わけなんですから ，仕方がなく使われていたな， あまり質的な問題ではありませんで，量わけです。 そこで，シ ョック レー先生に何と的なちがいにすぎないわけ です。そういう量

かして，電話交換機から 9レーを追出せ とい的な相違なんですけれども，それがただ，あう命題が与えられたんだと思います。

まりはなはだしいために，結果としては，質

そこで彼 は， 国体，特に半導体 を用いま し的なヰ百泣まで出てくる ，とい うこ となんです。

て， 何とかそういう 一一いわゆる二スイッチ作

さて， トランジ Jスタがどれぐ らい 1
J
、さいか

用と申しま すーー クレーのかわ りをする ような作用を持つものがないかということを一生ということをお自にかけたいと思います。
図 5は，トランジメタのケ−.；スをはずしま

けんめい研究したんですが，そのa究の結果，

して内部を見たところなんです。あとでトラ

実際に トランジユタが発明さ れる に至るま でンジ／＇タの種類をいろ い ろ申しあ げ ますが，には，約 1
2年かかっております。

そのうちの， 拡散型と称するトランジユタで

1
3

エレク トロニクス時代とトランヅスタ

図 6の左または右です。
これはケ ーユごとでござ、いまして， この中

図 5. トランジスタ の心臓部

ケースをはずして内部を拡大してみたところ。

ポス＼

ありますけれ Eι 大体この寸法を申しますと，

この岡市いっぱいが，ゃく 0.
5ミリぐらい，それでここのところにこういう，ちょっ図 6.トラ ンジスタと真空管と一 段高くなったところがございますが， こ

中央はミニチュア管（ごく小型の真空管）。 t:i.
右はケースに入 ったトランジスタ。心臓部は
この中味のごく小さい部分で， リードが 3::iドエミッタ ，ベース，コレクタの 3層からそれ
ぞれ l＊づっ，出ている。

れが大体 100 ミクロン× 2
00 ミクロンぐ、らい， つまり 0.
1 ミリ× 0.
2 ミソぐらいで，その真中のここの とこ ろに， これだけまたよけ
いなものを つけまして，（ こことここによけいなものが， くっついております）。

これの寸に今のものがλっています。足が三本出てい世ミが， 20 ミクロン× 5
0 ミクロンぐらいで，る。ところで， 中央のは， ごく 小さい，

非常に細か い。 あとでご説明しますけども ，ュアチ ュア管 とい う真空管ですけれども ， こ

ここに，電極をつけまして， それから ， リーの真空管に比べましでも ， なお こんなに小さ

ドがでているわけです。

いわけです。この程度に小さいものですが，

この全体が， 大 体

ミニ0.
5 ミ9。 こういう ような 小さいものを， ヶ実はこの内部の，本当の役を来しているもの−＿；スに入れまして，は， もっとずヮと小さいわけなんです。 な ぜ

リー ドを出したのが次の1
4

エレクトロニクス｜
時代と トランジスタ

こう いうヶ一二スが必要かと申しますと ，先ほです。真空管でも 1ミリヲッ ト程度の電力をどのようなものをむき出しにしておきます

使うということは， これはできるわけなんでと，益気中の混気を吸うとか，いろんなことすけれども ， その場合に，困ったこ とには，によりまして，機能が低下 するものですから，

真空管では必ずカソ ー ドを暖めるヒーターとこういうケ 一久 に入れまして気絡に保っておいうものがはいついることです。ご承知のよ

くわけなんですが， このような こと をしたた

うに，そこに信号がはいヲてきている時でも，めに， 寸法が結局少々大きくなった。寸法がきていない時でも始終ヒータ ーをつけて真昼

こう大 きくなると困るからというので， これ管をあたためて用意しなければならない。そを改良 しようというこ とになりますと ，先ほのために食う電力というのが，タ ？によってどごらんに入れましたような，ナマのトラン

いろいろちがいますけれども ， ごく小さいもジユタを何とか，いっ ぱいうまいこと組んでので 0.
2ワット。実際使おうという信号が 1

しまっ て， その うえを気密なものでかこう。

ミリヲット程度であるのに比べて，すると，トランジ久タでつくり ました回路全200倍の大きな電力をほとんどムダに食って体が，今までよりもっと小さくな る。しかし

い るわけなんです。その結果， 非常にム夕、な

まあ大体この程度のものを使ヲたといた しま

電力が多 くなヲてく るという こと になるわけ

しても，数多く使う ことになりますと ，真 空です。

管を使った揚合に比べて， はるかに小さくなる こと は明らかでありま す。 なお， 寸法 が小さいというほかに，先ほど申しました電気を食わないと いう問題があるわけです。
許算機などに使います揚合に，電気を食わないと いうことが， 非常に有利になると いう
ことはあとでお自にかけますが， トランジニス
タが使います電力は，そういう揚合には一個あたり ， lミYヲット 程度のもので十分なん

:
t
3
・

積

カ
毎時こわれる
電

素子の数

それの

真空管式

トランジスタ式(
2 m)
3(20cm)3

20kw

200w

10

0
.
1

図 7
. 真空管式とトランジスタ式の計算機の性能の比較

トランジスタ式では，小型で，消費協力が小さ
く ，もちがよい。真空管式では 6分に 1個こわれるが， トランジスタでは 10時聞はもっという仕組み。真空管式は実用にならな U、。

1
5エレクトロエクス時代とトランゾスタ｛互に計算機の中にそういうひとつひとつ

みますと，真空作式の場合には 1時間ごとにの単位を 10万個使ったものと いたします。

1
0, トランジユタ式の場合ですと 1時間で，10万個使ったこういう計算機の寸法を図 70.
1個ぐらいしかこわれないというわけで，でごく概算してみるわけです。 そういたしま

毎時間 1
0個もこわれてるような機棋を使っすと，真空管式では，大体容積として， 2メていたのでは， とても話にならんけれと−も，、ートノν立方く、、らい， 2立方メ ーターでごさV

まあ 1
0時間位は何とか故仰せずに動くといませんで， 2メーター立方ぐらい。これがトうようなものならば使いものになるという，

ランジ久タ式になりますと ，20センチ立方ぐ

先ほど申しあげました質的な違いがこ こにあらいになります。今ごらんにいれましたようらわれてくるわけなんです。で， さらにこのな， ケーニえに入ったものをイ吏っても ，20セン

寸法の大きさの比較などをしてみますと ，今チ立方ぐらいであります。それから ， それの日，飛行機ですとか，字宿ロケットに複雑な消費します電力ですけれども ，

m力は，真空自動操縦の装間を積もうというようなばあい

官式の 20 キロヲットにく らべま して， 200に， こう い うようなちがいが，結ヲット程度です。あるいはもっと小さくてす

積めないかという追いにまで影響してくるわ

むわけです。

けです。

J
r
v
mめるか

その次に， これは今までお話しなかったん

以上が本日の簡のイントログクジョンでごですけれども ，真杢管よりも ， トランジ；；，.タ

ざ いまして， これから，そのトランジスタとの方が， いわゆる丈夫で長もちするというわいうのは， どんな原理で働いているかというけでございまして，平均寿命というものを申ことをお話するのが，本日の主な話題なんでしますと ，

J!J~茎管は特別の も のを使い ましてすけれども ， まず，真空管とトランジユタとも， せいぜい l万時間ぐらい， トランクニスタ

を比較して， その機構を考えてみたいと思いの方ですと ， 1
0
0万時間以上 といわれ てい まます。

す。そうしますと ， そういうものを 1
0万 個使いました計算機の中で，真空管なり ， トラ
ンジメタなりがこわれる数をかんじようして真空管とトランジスタのちがい

図 8は，真空管とトランジ
久タを亦常に概念的に帯いたものです。（左側が真空16エレクトロニクス l時代とトランジスタa ） ~空管b) pnpトランジスタ

図 8. 真空管とトランジスタの原理の比較

a）カソードか ら熱電子が放射される。其空中をプレ ー トへ。グリッ ド電位により f!
l流が制御される。電子の荷電は 7 イナスなので，電流は電子の流れと反対向き。

b）ジヤンクョン（p‑n）を通して穴が注入される。間体中をコレクタへ。エミッタ ・ペース問の電圧により穴の注入が制御される。穴の荷電はプラスなのでm
流は穴の流れと同じ向き。

管で右側がトランジ久タ。）トランジぷタにつトの方へ流れてくる電流が変化するというのきましてあとでお話いたしますけれども，こ

が真主
主管です。

れはそのうちの pnp 型というトランジユタです。

トランクニスタでは， それにちょうど対応して， ここのところにエミッタと名前をつけたで， 真空管の中でどんなことが起こってい電極がございます。トランジ 7‑タの揚会， こるかと申しますと，ここ（下の方）にカツードれ会 部 が，半導体という石ころ の中にできてがどぜいまして，カソードが熱せられて，そおりまして，石ころの中に， p型， n型，また

こから熱電子 （黒丸）が飛び出してまいりま

p型というようなものを作るわけです。そのす。ここのところ（中央の O印の集まり）にグ

点が真空管（内部は真益 にな。ていてその聞

Pッドというのがあって，そのグリッドに与に電極がある）と非常にちがうわけです。 ト

えた電位の大小によりまして， とび出してきランジメタにおきましては， このところに，た熱電子をプレー ト（上の方）へうまく通すか

p‑n ジヤンクジョ ン と い う の が あ り まして通さないかということを決める。つまりこの（破線） ，それをとおして， O印の 穴 （ホ−グ 9ッドの沼圧の変動によりまして， プレ ー;v） という妙なものがこちら側に流れこんで1
7

エレクトロニクス時代とトランゾスタ−はどこでやるかと

ンジェクションと申しますが，そういうこと申しますと ， p‑n 聞の電圧によりまして，こが行なわれるということ。以上 3 つのことの穴というものがこちらに入りこむ割合がちが大切なのであります。

いる。それでョントロ

JVがってくるわけであります。真益管では，

カ

最初に，いわゆる穴というソードからどんどん出てくる熱屯子を，グリッドのところに門番がいてことわるわけなん

穴

と陽電子

ものはどんなものかというですけども ， トランジ二スタでは，p‑n問にはことをご説明したいと思います。穴というのじめからこういう門がありまして，その門のは，非常に妙な名前です。これはもう少し学大きさを聞いたり狭ばめたりして， ここに流術用語らしい名前をつければいいのですけれれる＇；＿立流をコンども，T−するというようなこロJV

トランジメタの発達が非常に早かった

ために，いわゆる i
英字を二宇ならべたようなとになっております。
さてトランジ .
？
− タの中で， どういうことが術悟を作っているひまがないうちに穴という行なわれているかということをお話しする場のが世間に通用してしまった。英語で申しま合，少なくとも 3つのことを申さないわけにすとホ −；vなんですけれども，そのままの直；~ lt
こトランジ久タ訳でありまして，どういうことかと申します

を作っております半導体の中では，電子と穴と，本来，団体の中で電気を運ぶものは1
G:子と， この 2種類， 'i[i
流を運ぶものがあるといしかないわけなんです。ないわけなんですけうことです。これについて， これからこまかれども，実験をやってみますとどうしても屯くお話するわけですが， その次には，場所に子と同じぐらいの動き易さで，団体の中を動よりまして（n型とか p型とか普いてありま

きまわって， しかも電子と反対の符号，つますが），ある揚所には電子ばかり ，ある揚所にりプラ久の符号のを持ったものがなければな

は穴ぽっかりあるということ。それから 3番

らない， という結果がでてまいります。 その

この n型

実験では，半導体材料を磁場の中〈・入れてやというような部分にも ，他の方から穴が流れります。そして電流をながしますと ，評通こむことができる。それを注入， あるいはイならば（エレクトロンならば）エレクトロン

はまいりません。まず，目には， 本来は穴のないような，エレクトロエクス時ttとトランジスタ

18がこういう方向へ動いているところへ，磁 場
滞一子

↓
三

初切竹刀
ギ 電一
・
ル乞タ
一
／わ以 HW
J
−−J
ネ ︒一
︿
ill1
1 pleilIl−中宍タりん
YA
FIls

一

隣家

oq

そこで思い出しますのは，原 子 核 と か 宇 宙

坊勿

けです。

タ
以
e
ea

くてはならんというようなことがでてくるわm

プラ 7‑‑のチャージをもったものでな

︐
一

−−

可ノカ

一一ん

FE

ものは，

−
AU

というような現象が見られます。そうしますと，どうしてもその中で，電流を運んでいる

m

−

﹁
E

に， 実際には， プラスのチャ ー ジがでてくる

1J

端にマ イナスのチャ ージがでて くるはずなの

エ 一

こっちへこうまげられれば， こちらの七い→＝←ト

らば，

の一
ス 一．

ンは直角にこうまげられる。エ レク トロン な一〜−d p Eがこちらへこうかかっていると ， エレクトロ

L

竺主
主

;/ ／＇穴WI~

七共有総合格マイナスのエネルギー状態
陽電子

・
"
=
"
ノ
、

線の方に陽電子というものがあることです。

図9. 穴とは何か？ 縁種子との比較

陽電子は，1933t.
pだと思いますが，アンダー

左 ：マイナスのエネノレギー状態の電子に 2moc2以上のエネ／レギーが与えられると ，プラスのエネ Iレ
ギー状態の電子になり ，抜けあとのマイナスエネ
ルギー状態の穴は，プラスの電荷をもっ陽・電子となる。つまり ，真空から，電子と陽電子との対が生じる。この現象がおこるために必要なエネノレギ
ーは 2m
o
c
2（
約 lM
eV
）であ って，右図の E？ にくらべると桁ちが u、に大きい。
右 ：共有結合のボンドをつくっている電子がとび出して自由な伝導電子になると ，共有結合帯に穴 （正電荷をもっ）を生じる。つまり E
uのエ
ネJレギーを得て共有結合帯から電子が伝導帯にとび上がると ，あとに 代穴 が残る。共有結合帯も伝導者宇もエネ lレギ ーはフ・ラスで， moc2 の値に近く，したがって 穴 のエネルギーは陽電子のそれとは大いに異なる。 ｛の印は右図が左図のごく狭ャ部分を拡大したものであることを示す。

スンという人が，宇宙線の実験の中で見つけたものです。これは宇宙線の実験の中でもエレク トロン つまり電子と同じ質量を持ってい
しかも電荷がプラニスであるような粒がなければならないというような結果がでてまいりました。そういう実験により，結局， 陽電子というものの存在が確認されたわ け です が， 陽電子と いう のはディラ ック の理論によりますと， マ イナ久のエ ネノ
V ギー を持ったエレクト
ロンの状態の中にできた穴だということになっております。

エレクトロニクス時代とトランジスタ

19

図 9が， この陽電子と，いま花がお話してだちがうこと は，真ささからは 2
moc2，約 1ミリおります穴との関係ですが，左がわが陽電子，

オンエレクトロンポノ
1 ト
つ まり 100万電子ポ中央のところがエネノレギー ゼロの状態で， こノV トというよう な非常に大きなエネノ
レ ギーのちらから上がプラ久のエネノレギー状態で，ふやりとりがおこなわれないと ， この陽電子とつつのエレクトロンというのは，静止の質量いうものができないのに対しまして， 団体でi" mo といたしますと ， 例。c~ のエネノレギーをこうした穴ができる拐合はもっとずっと小さもっています。この質量のエネノレギーをもっいエネノレギ一変化があれば十分です。このちて止 まっている状態がここです。これが運動

ょうど moc2の近所（た側黒丸のあたり ） をしていれば，

さらにエネノレギーを余計に持っ顕微鋭でながめたようなところ（右側の図）ていて，これから上のエネノレザー状態にいる。

に， ことがおこっているわけです。右側最上

これはプラ久のエネノレザーなんです。ところ

段がちょうどエレク トロンが静」
i：している状が， ちょうと、中央からまた moc
2だけ下すた態です。団体の中の エレク卜ロンは，本ラt
E真エネルギーの位置のところに， いわゆる負の

z
茎
の Eド
で

エネノV ギーを持ったエ レクト ロンというのが

ネノ
νギ一カr
イ、さいわけで、す。というのは， そ

ぎっしりつまっている。これは， 字宙のと、この国体の中にエレクトロンがじっとしておちにオ
子 つでもあるのだけども ， こういうものはついていて， そうして真空の中へとび出すた

われわれの観測にかからない。かかるのは，

めにはイ可がしかのエネノV ・＂（＇−がいるというこ

たまたまそういうと ころの エ レクトロンが一とで推察できるのでは ないか と思いますけど

つ
， 2m
0
c
2
(
約 1ミ Yオンエ レク トロンポノV ト）

も， とにかく ， E
きささの中に止まっているよりのエネノレギーをもらいまして， とびだす。すは， 国体の中にある方がエネ／V ギーが低い。

ると ， その抜けたあとに穴ができて， その穴

このエネノレギーの低い状態の中に， ここに書がち ょうどプラニスのチャ ー ジをも っているよ

かれましたような，共有結合有？というある幅

うにふるまうというのが，こ の腸電子の理論のエネノV ギー状態があります。ここには， ふ

なんでありますけれども ， それとちょうど似だんエレクトロンがいっぱいあるわけなんでたようなことが， 国体の中で行なわれる。たす。ここにふだんエレクトロンがいっぱいあ20エレクトロエクス時代とトランジスタ

るのですけれども，そのエレクトロシのうちの 1佃がたまたまここに Egと書いてございますが， これだけのェネノV ギーをもらい ま してぽん とここ まで出る （黒丸）ということに な
ると ， もとのところは穴co印）になる。その穴がちょうどプラメのチャ ー ジをもったヰ宣子と同じようにふるまうという こと は， 左の揚合とちょうど同じです。ですから ，原子核の実験をされた方は案外この穴ということに対する理解がよくできるのではないかと思うわ
けですけども ，こ ういう共有結合帯にエレク
トロンが一つなくなったと ころが穴でありま

図 10. ゲルマニウムの原子の結合

グノレマニウムは 4価で共有結合する。黒線の結合が単．位で，
あとはこれのくりかえしになっている。

す。これが実 際，実験事実として観測される

けです。これはダイヤモンド型の結晶と申しということ は，左の図の陽電子の場合と閉じ

ま して， 立方体の各すみにひとつずつあるほ

ようなわけです。この図では，共有結合帯かか，こういうへんなところにも原子がたくさ

ら伝導帯というところにエ レクトロンがとんんあるわけなんですが， これをひとつひとつだことを示しております。つまりこの聞に，よくながめてみ ますと ，各々の原子のまわり

エネノV ギーの，いわゆるギャップがあるといに， 4個の原子が配合され， どれをとりまし

うことを示しているわけでして，そ のことをてもまわりに 4佃，隣りの原子がある。これ少しくわしくご説明したいと思います。

はいわゆる共有結合型の結晶というのですが， この各々の原子が自分のまわりにエレク

図 1
0はグノV マニ タムの模トロンを 4個もっているときに，非常に安定

共有結合と 2種 型ですけども ， グノ
V マニク

だというわけです。この種の原子はおのおの類のキャリヤムの結晶を作っております

4佃ずつのエ レク トロンを外側に持ヲている

原子を 1佃 1佃， このように球状に書いたわのです。そしてたまたま隣合わせた原子はそ

ゲルマニウムの21

エレクトロ エクス時代とトランゾスタ
れぞれのエレクトロンを 1倒ずつ出しあってきまして講演されたときに使った Jスライドを2個で対をつくる。ある原子についていえばそのまま失礼したんですが， ここにグノv マ

4つの隣りをもつことができ そのため自分のクム（Ge）の原子がこうある。で，こういうとまわりに 4組のェ νクトロンの対つまり 8個

ころに共有結合のホ・ンドと称するものがありのエレクトロンを寄せつけ， ひじように安定まして， エ νクトロン（ー）が 2個ずっこうあ

なかたちをなしているんだというのがこの共る。 エレクト ロンは本 来，このよ うなところ

有結合なんです。それを平面的な図であらわに互いにくっついてしまっておりますから，しますと，図 1
1 になります。

それ自身巡〈へ出歩いて ゆ く わ け に い か な

これはこの間， ショックレー先生が日本にい。と ころがこ こへ何かの形でエネルギーが丸-9~｛）
{
G
e
l

／

Ge)

~~議主
：＠

： …ウム
b

a

品

C

図 1
1
. ゲルマニウムの 共有結 合 と H 穴a）ゲルマエウム原子は 4個の 価電子 （一 印）をもっている。図の＋ 4は，残りの部分の氾街を示す。

b）隣りあった原子から 1伺づっ電子を出しあって電子のペアをつくり， これで共有結合の ボ
ンドをつくる。ゲJレマニウ ム原子は，こうして， 4個の隣りの原子と結合している。光のエネ
ルギーなどを受けこのうち電子 1個がペアを破って自由になると，その抜けあとは電子不足の状態すなわちプラスの電荷をもっ 穴 となる。自由になった電子は伝導電子として 穴 とともにそれぞれ結晶中を移動できる。
c）事がいっぱいつまった車庫からその 1台を 2階へ上げたらどうなるだろうか？

2
2

エレクトロニクス時代とトランジスタ

与えられましてこれをこわします。たとえば

るということです。つまり ， この共有結合と光景子が入ってきましてここのところをたたいうの は ある程度ひもでしばってあるようなく。そのため共有結合をつ くっていたエレク

ものですから， こうひもをきってやるだけのトロンの 1個がひょいと飛び出した。これはエネルギーがないと自由なエレクトロンカZで

もうもとのところにむすびつけられているよ

きない。そのことはさきほど図 9に書きましうなエレクトロンなどと追いまして， 自由にたように，共有結合帯があって， その中にあ動きまわることができるわけです。それと同るエ レクトロンを自由にしてやるためには，時に， ここに l個の穴（＋）が残るわけです。

ある程度以上の大きさのエネノν ギーを与えてこの穴がさきほど申しました共有結合帯の中やらなければならない。 つまり ， ここにあるにできた穴です。それで， 陽電子と閉じよう

エレクトロン に E。より 小 さなエネノV ギーをにこれがやはり動きまわることができるとい与えてやるということは不可能だ。そのため

うのが，半導体のバンド理論というものなのに， エ レクトロンのエネノv~· ー 状態には Euですが， ショック レー先生はこんな絵を書きと同じ大 きさのギャップができまして， この

2階だてのガ レージがある， そのガ間のエネノV ギーを持ったエレクトロンというレージには 2階だての通路がある，その時にのは存在し得ないということになるわけで下の通路がーぱいになっていれば自動車は動す。このようにして半導体の中で、エ レク トロ

くことがで きないけれども ， この 1台を，何ンと穴という 2種類の，キャ Pア（われわれかのエネノレギーを加えて 2 階にあげてやれ

は電気をはこぶものというのでキャリアとよば，こいつは 2階の中を動きまわると同様に，んでおり ます 。）がで きる ， ということがわかl階に寄席がひとつできたことによって，とったわけです。

ました。

なりのやつが次々に動けるじ申ないかというのがエ レクト ロンと穴（
ホ −；v）ということなのです。ここで注意すべきことは，共有結合

n型半導体とp型半導体

図 12 をごらん下さい。先ほどのような例ですと ，必をこわしてこういうエレク トロンを つくってずエ レクトロンとそれの抜やるためには，有限なエネノV ギーが必要で、あけた穴が一 つずつあヮて数が等しいはずなん23エレクトロニクス時代とトランジスタ

：
修：
ヒ
繋
b

a

C

図 1
2.不 純 物 ヒ棄 を 含 む 結 晶a）ヒ 楽の原子l
主 価危子 5倒を もっている。
b）ゲルマニウムの共有結合中にじ討さの原子がわりこむと屯子が 1個余分となり ， これが伝噂屯子となる。結晶中に 穴 が生じても，ヒ索の余分の也子のため伝導電子数が 穴 より多数になる。 （p型）c）車庫にたとえると…一。
−

：
⑫ーか
Jウム

b

C

図 1
3.不純物ガリウムを含む結晶a）ガリウム の原子は 価電子3個をも っている。
b）したがってゲルマニウムの結晶中にガリウムの原子がわりこむと ，共有結合の電子が 1倒

不足し，ほかのボンドからこれを補う結果，結晶中に 穴 を生じる。必然的に結晶中には穴 が伝導fil子より多数になる。（n型）c）車庫にたとえると… …。

2
4

エレクトロニクス時代とトランジスタ

ですが，実際はグノV マユクムとかシクコンなりないわけです。この足りない部分がいわゆ

どの半導体の中にはエレク トロンだけしかなる穴となりましてこれが電気を運ぶ。こちら

い， あるいは穴だけしかないというような部の方はポジアイグと申しまして，p型の半導分ができるわけです。それをどうやってつく体というものにかわる。こういうところにささるかということをど説明いたします。グノV""'l'

席ができて， そのために電気伝導が行われユクムのなかに， たとえばヒ索（As）というる。そういうわけで， 2種類のキャリアのう

ような元素を入れます。そうしますと， ヒ素

ちのどちらか一方だけが優先しているようなはエレクトロンを 5つ持っていますので， ま半導体をつくることができる。それを p型，

わりにこう 4 つ共有結合をつくヲたあげ、くあるいは n型とよぶわけです。その揚合に，に， ひとつエレクトロンがあまるわけです。

優先している方のものを多数キャ 9アと申しそのあまったエレクトロンというのは，結局ます。そのほかにこのような特別な原子が入

もとの原子にしばられておりませんから ，他

ヲていなくてもなんでもなしにプラスとマイの原子聞の昼間にあるわけです。（どこかにナメのキャリアが存在しているところがあある。）これがさっきの自動車のモデy で、いえる。たとえば先とか，結晶自身の持っておりば， 2階の方にあがっているわけでして，こます熱エネノν ギーとかそういったものによっれが自由にどこへでも動けます。

て， こういうところがこわれて， プラニスとマ＇

1階の方のはもうぎっしりつ

イナメのぺアができていることもございままっているから l階はうどけない。つまり穴す。そのようなキャリアは， こちらの多数キはなく ， エレクトロンだけが動きまわれる状

ャリアとくらべて，非常に数が少ないので，態というのはこういうばあいです。これをネ

少数キャ 9アと名づけております。

そのかわり，

ガアイグのキャリアによってはこばれるというので n型の半導体とよんでるわけです。

図 1
3 をごらん下さい。ヒ索のかわりにガリクム（Ga）という ， エレクトロンを 3つ持った元素を入れてやりますと ，今度は l個た

p‑nジヤンクシ

エレクトロンとホ− （穴）JVョンは整流子のという 2種類のキャ 9アが役をするあること ， それから，それらがどちらかが優先してあるような揚所が半25エレクトロエクス時代とトランジスタ

ます。それからそれのささ府が穴とこ

tl
i
;

導電子

伝導平等ー＋＋す州 E0fkT)Iorう い う こ と に な る わ け で す が，実際， こういうエレク ト
ロ ンや穴がどれくらいできているかということのE,

石車率をあらわしますのが， フェノν ミの統許でごぎいまして， フェノV ミの共有結合格ー＋

統許にしたがいますと，共有結合的にささ席ができている確率，それからE。のギャッフ・を越えて伝噂電子のある確率は次式であらわされます。
図 1
4. フエル ミ ・レベルE
1
1はエネ／レギー ・ギャ y プ。 フェルミ ・
レベル EFは，この場合はギャップのちょ
うど中央にある。

f1＋去州E!kT)1．噂体の中にあるということがわかったわけで

k というのは定数， Tというのは絶対温度，

す。その玖に今度は， それらが互いに入り乱それで，温度が変りますと， このカーゲの形

れるはなしをするわけなんですが，図 1
4にが変ってまいりまして，絶対零度ではそこでちょっとむずかしい絵を枯いてあるんすではすべてのエレクトロンが共有結合につかまが，縦にエネノ•V if• ー CE） を ，棋に存在確率ってしまっているということになります。

（／）をとってあります。先ほど脅きました共熱ェネノV ギーが出て，温度が上がってまい

有結合帯というのを下の斜線部に書きます。

りますと，熱エネ JVギーによりまして下のほ

それから ，ここ のところにこれからギャッ プ

うにあるェ νク トロ ンがだんだん上にあげら(E。）と同じだけのエネノV ギーを得て自由にれる結果， ここのところにさ主席ができて穴がなったエレクトロンのいられる揚所にいるエ

ふえてくる。そのようなことをこの式があら

レクトロン（上の斜線部）が伝導電子でありわしているわけです。ここで，ちょうど／が2
6エレクトロニクス時代とトラ ンジス タ。

2分 の 1になるような揚所を， フエノレミーレl• (I.による電流）

ペノV (EF）と申 します。 この場合には，ちょうρnと、真中にあるわけです。これは，不純物を含んでいない揚合でございまして，不純物をふ

骨
・
ー
−,
.

Ee

（電子の流れ）マイ

くんでいる揚合には，結合帯に穴がほとんどないのに，伝導帯にェ νクトロンがたくさん

ナ

I』できている。そのような揚会には，フエ ）V ミー'\.l e e e •伊 ス

で一一一−ー＋ −一一−：一一ー 一
一
・土Lι

小：入
．

.
.. O

r

レペ ）V がずっと上にあがりまして，このコン
ダクジョン ・ノ
マンド （E.
）のそば にできてまいi

ります。 p型，

n型につきましてヨンダクジ

ョン ・バンドを主主いてみますと玖の図 1
5に

E.

−

l
h 一＋

‑

か
け
る

（
穴の流れ）

。／(IAによる電流）O

図 1
5. p n ジヤンクシ
ョン
幽P型結晶内では 穴 が優勢でフェルミ ーレペ Jレ

なります。
図 1
5 で，まん中の，左右をつないでいる
二本の右下がりの線はしばらく見ないでいただきまして，左側を p型，右側を n型 とい
たし ますと ，n型の部分には，黒丸で出：きましたようなエレクトロンがたくさんある。 ということは，の！ （フヱルミレベル）？

マ

は共有結合格に近 く， n型では伝導電子が優勢で．
フ xiレミーレペルは伝導帯により近い。 pと n を結合する とフ ェル ミー
レ ベ／レがひとしくなってつながるまでキャリアの流れがあり，以後は流れは止むが n側にマイナスの電圧をかけると ， 穴
は n側に，亀子は P側に流れ，電流としては共にn側に流れ こむ。

いま申しあ t
ずましたフェノV ミーνぺノV がヨンダクジョン ・バンドのすぐそばのでありまして， それはいまは省略いたしまにある，それから p型の方ではコンダクショ

す。こういうわけで p型の剖l分で、は フエノV ミー

ン ・バンドのそ ばにはエ レクトロンがほとんνペノV は共有結合相：の上のはじに近＜ ，n 型

どなくて，結合帯のところに穴がいっ ぱいきの部 分では フエノV ミー レぺ JVは コ ン ダ ク ジ ョている。この穴にいたエレクトロンはどこに

ン ・バンド，つまり伝導体の下に近い。これ

才子ったかと申しますと，

ちょうどフエノV ミーがひとつの結品の中でつなが っ て お り ま すレペ ）V の近所にある不純物につかまっていると， このフェ JV ミーレペノV はちょうど等しく

27エレクトロエクス時代とトランヅスタ
なる ように なります。

フェノレミーレペノV といおりますから，m流としてはいずれも pから

うのは，平均においてエレクトロンがつまっnの方向（右向き）になるわけです。つまり ，ている高さでございます。こちらの方が高け

nがわにマイナ久の電圧をかけるということ

れば， こちらの方のエ レクトロンがそちらのは，右がわにいるエレクトロンのレペノνを上方へ流れていって，最後には これが等しくな

げてやることです。そこでnがわにマ イナ 久

る ところに までなるわけです。

の電圧をかけているときには屯流は右向きに

さて， p‑n ジヤンク シ ョン というの は p‑n

流れる。逆に今度は nがわにプラスの電圧をしたがって pがわの方がョ ン

かけてみます。そうしますと， nの νペノV が問がつながり，

ダグジョン ・バン ］，＇の高さが高くなる。このもっと下がるわけです。ここがもっと下がる

聞でいわゆる熱平衡というのが行なわれておということは， p がわにエレクトロンがあれ

りまして，始終エレクトロンのゆきき，およば， nへながれてくるわけですけれと、も，実

びホ −；
v（
穴
） のゆきききがあるわけでありま際， p tこは，ほとんどエレクトロンがないか

すけれども，それがちょうどバラン 3えしてそら流れてこない。また nのがわにホ

こに電圧が与えられないときは，電流が流れれば， p がわにながれるわけですけども， そてこない ということになるわけです。そこ

れも nt
こ実際はホ

で， この p‑n ジヤンクジヨシに外から電圧をいうわけで， nにかかる電圧がプラ夕、になっかけてやります。たとえば，nがわにマイナたような扮合にほ宙流が流れないのです。 こ久の屯圧をかけますと n から pへながれる

れこそ，p‑n ジヤンクジョンが整流子としてエ レク トロ ンの流れ（I.
）がふえてまいりま

働くということの基本原理になっているわけ−の流れ（人） もふえてまいります。このホ −す。

それから， p がわから nへくるホ

JV
JV

−があ
JV

−がないから流れないと
JV

です。
図1
6はちょっとややこしい図なんですが，の流れを ム と脅きましたけれ Eも，これは電

いま申しました句流が流れやすい方向に電圧

流ではございませんで手立の流れをあらわすもを与えたときに，なにがおこるか。巾央がジのです。ホ − ；vがプタ久のチ ャー ジをもち，

ヤンクジョンで，

エレクトロンがマイナユのチャージを持ってp型でどさ います。まず右のカ ープだけに活右がわが n型， Z
己がわが

2
8

エレクトロニクス時代とト ランゾスタ
よりはるかに大きい場合 （右のカーブ）， 中央pnのつぎ目のところで電流の大部分は穴による電流 （ん）によっ てしめら れる。エレクトロン、。

~ p p) n.

／によるもの（人） はわずかこれだけです。つま

Jcl
p
=/
p0exp（一九）n） Pp↑→ x（継 山 、 ら の 蹴）
図 1
6
. p‑n ヅヤンクションの電波

p‑nジヤ ンク ショ ンの全電流に宅干与する

流 ん との割合。左の曲線は電子の方がはるか穴

つぎに左のカ ープをごらん下 さい。これは
い まと逆の揚合です。今度は圧倒的にエレクトロンが pへながれこむわけであります。中穴の流れによる電流 ん と， 電子の流れによる電
に多く ，
右は

りホ ーノ
Vのn
への移動がめざましい。

の数がはるかに多いばあい。

どちらもんは下から上に ，ん は上から下にはかる。

央のつぎ自においては多い。今度は右のカ ープについて， 中央のつぎ伺か らだんだん nの内部で深い方へ行くにしたがってどういうふうになるかと申しますと ，ホ−が流れこむJVとエレクトロン と合体してこ れ がいつも ，は目していただきます。ここのジヤンクジョン

じめっからここにあるような状態にもどろうのところをさかい として電流が流れるわけでとする。この現象のおこり方は流れこんできす。さきほどおはなししましたように， エレましたホクトロンが pt
こ流れ込む。それから逆にホ−すから， ホーノ
V の流れはホ ーノV の濃度に比例Y が nへながれこむ。そうしますと ，両方として減表するということになり，このカープも電流としては同じ向きになるわけですが，は，つ ぎ目でのイ直を I としますと ， それのどちらがわがよけいに電流に役立ってい るか

エク ／＇オ マネン ジ ヤノV とい う 形 で あ ら わ さ れを考えましょう。ホ−の流れにもとずく電る。 つ まり指数関数的にこれが減少するとい流を よ， エレクト ロンの流れにもとずく電流うことになります。この指数関数的に減少すを 人 とかいてあります。 p がわにあります

るということが， トランジ／＇タをつくるばあ

穴の数を 九， nがわ にありますエ レク トロンい，あるいは， それを応用する場合に問題にの数を 九 と 啓きましたときに，九 の方が 叫なってくるのであります。

JV− の濃度に比例するわけでありま
JV

2
9

エレクトロエクス時代とトランジスタ

再結合による
電流の減衰

今度はトラン：） .
？
− タを使うノνのほとんど全部がコレクタにきてくれなく場合ですと ， p‑n‑pと 3つては困るわけです。

の層に なっております。 さん と い う電流は，ん。とい う流れこんだ電

きほどお自にかけました図 8で，下の部分が流の F倍になっているわけなんです。で， そ

エミッタ，中央がペ ー久，上がコレクタで，の ふ と い うのは，実は最初のエミッタ電v
fl

さきほどおはなしいたしましたように，エミの T倍になっている。 Tというのは先程の ρゆッタと ぺ−.？−の問の電圧に より まして，ここと 叫 と の 比率で きまる係数ですが，要す るから こっちへ流れこむホに， lよ り小さい， Pも 1より小さいわけで−の数が調節されます。その前に， ここに流れこんだホ − はJVJVす。エミッタ電流を変化させたときに， でき

ずうっとこちらへまいりまして， コレクタとるだけコ レクタ電流を変化させたいわけです

称するこの電極に集められます。コレクタとから，このこつのファクタをで きるだけ 1に称する電極tこ，電 極 というよりこの半導体の近くしなくち ゃいけない。

部分に集められるわけなんですが，その時にこういうわけでありまして，

トランジニスタ

流れこむ電流が んで， 実際， ここのところとしては， できるだけぺ −，？.部分のはばのせ

でうろち よろ しているホ ーノ
Vカ
え コレクタままい， しかもなるべくその部分で穴が殴収さで会部無．
事にとどいてくれればいいんですけ

れないようなものをつくってやらなければい

ども ，中間にエ レクトロンカ旬、つ』まいカZん』まけない とい うことになるわけです。

っておりまして，こういうのに衝突するとこ

で，実際， どれくらいのはばのもの をつく

この とこ ろでいわゆる再結合というのが行なればいいかと申し ますと ，結局，用いようとわれてホ −；vがなくなってしまうわけです。

する周波数によって違う。あるいはま た，用で， なくなってしまう確率が， さきほど容きいようとするノマヲーによってちがう。いろんましたェク久ポネン シャJVなにがしかと いうなファクタによってちがうわけなんですけど

かたちであらわされるわけなんですけれども，大体高周波用としてはぺ 一久部分のはばも， なくなってしまうのではトランジメタ，
作

は 1ミク ロンとか， あるいは数ミクロ ンのは用が行なわれない。で， nに入りこんだホ ー

ばにしなければ不適当です。も っとやさしい30エレクトロニクス時代とトランジスタ

ラジオ低周波用なんかですと ， 1
0 ミクロン

でありまして， トランジニスタをつくるようとか，数 10 ミクロンでもいいわけなんです

な， 不純物をいろいろにまぜたような半導体

けれども ， とにかく非常にうすくしなければの中では，理想的に，伝導帯から共有結合帯

ならないということが， トラ ンジスタの持っへ落ちるというようなことだけではなくて，て生まれた本質なんです。ホ ーノv とエレクト

不純物を介して再結合が行なわれるというこ

ロンの再結合というような こと に よ り ま しとになり ，光が出ても，都合のよい光ではなて， トランジメタとしましては損するわけなく，んです。ところが， その再結合を こんど は逆が悪いわけなんです。それで，にいろいろ刺用することが可能になって くる

としましては， さきほど申したように， ぺ−のです。 再結合するときに，言いかえれば，3えをうす くつ くるというこ とのほかに，でき

伝導帯にあるエ レクト ロンが共有結合帯に落るだけペちるというときに， このエネノV ギーギャッフ

うことが必要になってくるわけで、す。

に相当するだけのエ ネノ
V ￥：・−が自由になる こ

トランジ二スタ作用としては，非常に都合
トランジスタ−部分が完会なものをつくるとい7'とになります。 これだけのエネノV ギーが 自由

トランジスタのっくり方になるとして， その自由になったエ ネノ
V ギー

一薄い 3
層に

さて，

トランジ 7'タをつくるお話をこれからするわけですが， トランジスタは先つくるー

は何になるかというと ， その結晶中に熱としほどお話いたしましたようて吸収されてしまうか， あるいは光になってに，少なくとも p‑n‑pという 3つの層をもっ外へ出てしまうかです。その光になって外に出てくるものを使おうというのがいわゆる半導体レ ーザの応用なのです。あとから半導体レーザなるものを実験しておめにかけたいと思いますが，今はこのエネノV ギーギャ ッフ
・
だ

I
I
V
族 I
V族 l
Al I
S
i I
p I
.

E族

- ~~-J-~ _J_, ‑
と
ム1
J竺 l
̲~~- _I ~b̲l.
”-

けエレク トロン が落ちるときに，光が出ると

図1
7. 半導体に関係する元素いうようなことを，映画でお自にかけます。

l
V族元素に不純物として E族元素を混入するとp型に ， V
族元素を混ぜると n型になる。

ところがそれは，非常に理想的にいった場合

3
1

エレク トロニクス日寺f
日と トランジスタているわけです。この 3つの府をどうやってインジウム

つ くるかということです。図 17は， 血族，

W族 ， V族の代表的な元紫を周期律衰の中から望干きぬきしてき た ものです。 トランジ
；
；
，
.
タ
にもっぱら用いられておりますのは， もっぱ
らといヮては言いすぎかも知れませんが，非インジウム

常に多く用いられますのは， この I
V
族のシ Y

図 1
8
. 合金型トランジスタ

＝ン （
S
i
）とグ
ノV マユクム（Ge), これを使うわ

V 族先紫を混入したゲJレマエウムで n ~！の板けです。それに加えて， E族のものをいれれば p型になる。また， V族のものを加えればn型にな る という ことにな っておりまして，

E旅のアノν ミ ＝7ム， 1
rリクム，インジクム，をつくっておき，その上にインジウム （I族）をのせて高温にしてとかし冷却するとゲルマ
ニウムとインジウムの合金（ p型）を生ずる。
上下とも同様にし，p‑n‑p トランジスタができる。

V族の ソン， ヒ紫， アンチモンがも っぱら，は表而だけ でなく ， 内 部の方も若干おかされ

p型もしくは n型にするための不純物としてる。こういうふうにおかされてきたものを冷用 いら れるわけ です。

却いたしますと ， また その イン ジクムの溶液

実際につくられているト ランジ二スタには，の中からグノV マユクムが析出してそだってく

いろ いろな型があります。図 1
8にあらわしるわけです。しかし， この析出 してく るグ
ノレてありま すのは，合金型トランジニスタというマニ タムは，イ ンジクムを含んでおりますか塑でありまして， これはどういうふうにしてら， さきほ ど申 しました ように， p型になっつくら れる かと申します と， グノν マユ タムのてい る
。 p型 に な ヮ た も の が で き る わ け でεの上側す。下側にも同様なものをつけますと ， ここ

板 は n型でつくっておきます。中ほにイ ンジ クムのおtをおきま して， これの温度に p‑n‑p とい うもの ができる わけ です。

をあげてやります。インジクムは，大 体 セ 氏

れ が，合金型トランジ ；；，.タとよばれるもので

180。ぐら いでとけ，と けた イン ジクム にグノVす。

マユクムがとけこむわけです。 グJVマユタム

こ次に， 図 19のような成長型トラン ジ;:Aタ32エレクトロエクス時代と トランジスタはなし しましたが， こう い う結品をそだて る
アンチモンを混ぜる （n型）

数ミクロンの厚さにするわけです。 どれくら

ガリウムを混ぜる （p型）

いの時間でその厚さにまでそだ つ かという本＼アンチモンを混ぜる （n型）と， 大 体 1官00
0時 間 く ら い° 1
0官
0時 間 と い

J

J

図1
9
.成長型トランジスタ

うのはどう い うことかと い うと数秒になるわ／レツボで，アンチモンを混ぜた結晶（n型）のタネをつくり ，少し成長したところでガリウ
ムを加え P型を成長させ，更にアンチモンを
捌えて n型をつくる。これは n‑p‑n トラン

けです。実は， ガククムをぽんとほおりこん

ジスタ。

でつくって，数秒たったらまた アンチ毛ンを
ほおりこんでやると い うことで， こっャ、つジヤンクシ ョンをつ くるわけです。 ですから l
ミクロンなんてい うのをつくるのは非常にむ

これは n‑p n の例

ずかしいわけで， ほんとうはも っと厚いものになって お ります。 これはま ずグノV マユ クム

しかできないわけなんですが，非常にうすいをつくる とき に JVヅポの中で， 単結品につく

ものをつ くるには，次のようにします。

というのがございます。

』

るわけなんですが， この単結晶のタネができ

図 20は拡散法と い う方法でござ、いまして，

ましたらそれにアンチモンを加えて n型 に しておくわけです。 そしてだんだん結晶がそだったときに， このノV ヅボの中にちょいとガリウムを入れます。 そうしますとこのグリクムの査がアンチモンよりも多く なれば，

この剖1

分 が p型 に な るわけです。 それで， さらにい／（アルミニウム）エミッタ（針 アンチモミ ベース

トぐぐ＼〉占＼＼＼＼＼＼＼＼や制 ぞぞ＼＼＼＼＼＼刈

｜／

』

＼ ｜

／ ＼
＼
ー
p型ケ
イ繁
アルミニウム妬叡

リン鉱散
n層

コレクタ

p層

いかげんにそだった ときに， こんどはまたア

図 20.拡散型トランジスタ

ンチモンを ほ おり こんでやりますと ， この 部

リンの蒸気の拡散で p‑n をつくり ， アルミ
ニウムの拡散で p‑n‑p をつくる。拡散の速度はわりあいにおそく ，温度制御できまるので，非常に薄い庖をつ くることができる ．

分 が n型になる 。 こういう方法でつくるのが成長型トランジメタです。
さき ほ どべ− .7、の厚さを数 ミクロンとかお33

エレクトロニクス時代とトランヅスタ
とれはジ Pコンでありますけれども，最初は，

すと ， この部分にまた薄い p府ができるわけ

p 型 のジ 9コンをここに用意しておきます。

です。

p型 を用意しておいたなかに， 9ンの蒸気をきる。これは拡散速度が， わりあいにおそい入れまして温度をあげてやります。そうしまということ，

すと ， Pンの蒸気の中にありますリンの原子ことができるので，拡散の聞の厚さをほとんが表面からこう拡散して入って まいります。

ど自由にョントロ ーノ
V することが可能です。

非常に部い厨がここにできるわけで・す。それ非常に簿い府が， ここにできるわけです。こでまず， p‑nができたわけです。そこに今度れが拡散法の非常によい点でごぎいまして，は表面に， この揚合では， アノV ミ品タムとそ

この方法でつくら れたトラン ジ
ニスタは非常にれから金とを蒸着してあてがうわけです。本

高周波でも特性のよいものです。今日，高周

当は， この辺の ところに穴が一つあいており

波型としては，まして，こ の穴をとおしてこっちの方向に金タが用いられるというのもこうした問向によのソ一九（源）があると，こっちの方向にはアノVるのです。今日高周波用，あるいは大電力用

ミ クムのソ ー久がある。この辺のところかとして拡散型が多く用いられております。

ζ

これで p‑n‑p という三府の柿造がでしかも温度をコントロ − ）V する

もっぱら拡散噌のトランジ久ら， アノV ミユクムがしやっとこうくる。このところで， トランジ久タというような非常辺のところから金がし 申っと こ うくる。（金に小さなものをどんなぐあいに扱うのかといのなかには少し アンチモンをまぜていれておうようなことをお自にかけようと思いましきます。）そしてここのところにこう蒸着いて， トランジニえタ製造工程を示しましたオー

たします。蒸岩したまま， これを少し熱処理

ト／＇ライドを用意してまいりましたので ， ごいたしますと，アノV ミ二 クムおよびアンチモ覧いただきたいと思います。これはなどものンがここへこうじわじわと拡散して入ってま

会社で見学者の方にお凡せするように作ったいります。さきほど申しましたように，アン

ものでありまして， はじめとおしまいにコマ

チモンは n型の不純物ですから，これは p層ーシヤ ）V が入っ ておりますので，本日はこうの中に拡散していって何にもならないが，こいう席上でコマージヤノνが写ってはいかんとちらがわのアノレミニクムが拡散してまいりま

思い， コマーシヤノV を切って写したので， 少34エレクトロニクス時代とトラ ンジスタ

少ぎごちないかと思うんですが，ひとつどか

二ス
タ もどんどん使われるようになって，製造んべんねがい ます。 （ではオート ;J‑ ライドお技術等が進歩いたして，安くなってまいりま

ねカ旬、し ます。）

すと ， だんだん真空管の領域をくっていくわ

このような方法でいろいろな型のト ランジ

けなんです。そ うなりますと ，どうしても，

スタ がつくられるのですが，それが今日 ， ラ

だんだん〆ヲーの大きなトランジメタというジオ， アレピ，電子計算機に使われておりまものができてきます。ノマ ヲーの大きな トラン

す。

ジスタというのは実はいろ いろな問題を含んでおりまして，ただ， 電極を大き くすればい
さてそういうトラシジスタ

いというようなことでは な い ん で ご ざ い まない しは半導体というものす。ノマヲーが大きくなった結果による冷却のがどういうふうにのびていくだろうか。ひと問題とか， あるいは Pード線の抵抗の問題とつは トランジ／＇タそれ自身としてどういうふか， いろんな問題がありますので， ただ寸法

うにのびてい くか。もうひとつは，半導体がを大きくすれば電力が大きくなるというようトランジ久タ以外に新しい分野にどのようにな わ け に は い か な い ところに問題がありまのびていくかということを考えてみましょす。それから第 3には，う。まず トランジメタ自身としましては， ついうことがございます。さきほど， トランジ

ぎの よ うな 3つの方向が考えられます。第 1

ユタは最初から真空管に比べてのメリッ ト

により高周波のものに使われるようになっては， とにかく小さい，電 力 が小 さいというこいく。今日ではすでに 100
0 メガちかいとことだと申したんですが， その中で，依然と しろまでっかわれるようなトラ ンジ二スタ が完成て， まだ，外気からこれを守るための気密封しております。それから第 2には， もっ と〆じという問題が大きな問題になってお りま

ヲーの大きなものが使われる。今日，真空管す。ここでなんとかこの気密封じがなくてもの生きの こっ ておりますのは， もっぱらトラ

でき てるよ うなトランジスタをつくる。そのンジ／＇タよりためには表面処理によりましてトランジスタ発展の見とおしまだやすいと い う点で生きのこっているわけなんです。これから，

トランジ

もっと小型にするとをもヲと丈夫なものにする。それから ， それエレク トロニクス時代とトランジスタ

35

らを組み合わせました，いわゆる，複合回路

してごらんになるとわかると思います。査を光を l個の半導体の中に組んでしまうことによ燈が非常に効率がよいといわれておりますけって， さらにトランジ~タを小型化していき0;>
0
れども， これは大体，つぎこんだ屯力の 2たい。

前後が光になって出て来るにすぎない。これ

以上， 今後のトランジ~タ技術と し ては第に反しまして，非常に能郡のいいレーザを朋lはより高周波に， tr~ 2は〆ヲーをより大きいますと， つぎこんだ詑力の 8
5
9
6が光にな

〈， 第 3はより小却に， という 3つの方向にって出てくるといわれております。今日， もill
I渉していくのではないか。それから半導体しそのレーザがどんどん山発されていって，をトランジ Jスタとは別の用途に用いるための非常に大きな光を発するものができれば， 今応用といたしまして， これからお自にかけるまでの照明というものはここに革命をおこす

発光，光を出すということに使っていかれる

わけなんですが， 今日， まだそういう状態によう研究が進んでいくものと思います。で，なっておりません。その大きな理由は，

特に半噂体レーザの実験をこれからお自にかいう非常に小さなものに それほどの大きな：けますが，レーザの話をここではじめますと，流をくわせることができないということがひνー

とつ， もうひとつは，波念ながら今半導体のまた 2時間ぐらいかかってしまうので，ずというもののくわしい説明ははぶきます。

a中からでてくる光というのは， われわれの目に見えないということなのです。 日に見えな

半導体レー ザ

先ほども申しましたようにい光というのは非常に変な話なんですけれど

p‑n ジヤンクジョンの中にも，要するに，赤外光というものです。で，

m
i
i
f
tをi
lしこんだ時に，キ ャ 9アの再結合になぜ，赤外光しかでてこないかというはなしよりまして，光を発するということが非常には，あとでまた映画の中でもあると思います

役に立つ。その光を発するという点についが，実際問題といたしまして， きょうお自に

r要なことがあります。ひとつは，て，二つかける実験におきましては，赤外，近赤外の，発光の効唱が非常に高い。発光の効率が高い

約 8
400 オングニストロームぐ、らいのところのとし、うことは， ふつうの こういう電球と比較

光が出ております。 ですから実験をお自にか36エレクトロニクス時代とトランジスタ

けると申しましても ，光が出てくるところを

9‑
Pムアーセナイド， ヒイ
七 ‑Jf9‑Pムというのお自にかけられないわけです。研究の方向とを入れておきます。（グノν マユクムが使えないたしましては，なんとか目に見える光を出いことについてはまたわけがあるんですが，すようにもっていくということが，ひとつのそのわけを話しておりますと，非常に長くな

方向で，それからもうひとつは，これを，先りますので）ガ 9クムア ーセナイド という結ほど申しましたように，変調できるというこ

晶で， p
‑
‑
n ジヤンクションをつくって入れてとです。

やります。さきほど図でごらんになりました

ここで出 ます光の強さといものは流す電流

トランジメタぐらいの小さなものなんですに比例するわけであります。ですから ， p‑nが，そこから見えませんが，あの踏法びんのジヤンクシヨンに流す電流をかげんし，それ中に入っております。それに電流を流してやを変調してやれば，出てくる光は，その信号ると光が出るわけです。出た光を，今あそこによって変調されているわけです。ですかにレンズが ござ、いまして，あのレンズで平オ
子ら，その変調光をうけてやれば，そこで通信光線にしてこちらに出してやります。ここでがおこなわれる可能性があります。半導体レ

その光をうけておりますのが，赤外線の検知

ーザを，こ れからどういう方向にもっていく器であります。この赤外線の検知器でうけま

かと申しますと ，た だいまも申しましたよう

すと，な通信に応用する方法と，それから，何とかた部分が電気的信号 となヲて出てまいりま

光源としての応用と，これらの 2つの方向にす。

研究が進んでいくのではないかと思います。

うけた振動，つまり赤外線の変調されあそこに 1
J、さなアレピカZございます。あのアレピは， むこうの半分は放送のアレピを受ひきつづきまして，ちょっ

けているわ けです。放送ア レ ピを受けますとした実験を い た し ま すと，受けたアレピの信号の中か らいわゆるピが，ただいま申しました半

デオの信号をとりだしまして， （ピ デオの信号

導体レーずであります。あちらに魔法びんがというのは，アレピに入ってくる信号なんでありますが，踏法びんの中に，この揚合はガすけれども）そのピデオの信号をあそこに入半導体レ ーザの実験3
7

エレクトロニクス時代とトランジスタっておるグリクムア ーセナ イ ドのジヤンクシ

でなく ，音の方もやってみせようと い うのでヨンの中に，直j/,
fと重ねてぶちこんでやります。これを切りかえますと，あそこで音楽をす。そう いたします と， そこから出てくる光アー プレコーダーにながしまして， こうやっがこちらへきまして，これ（赤外線検知器）でておきます。こちらがわの受像機ともうしま

受けら れ， その中か ら， また ピデオの信号をすか，受信がわの方をうどかしますとこの通とり出します。つまり検波する。ここのとこりです！

ろに出てるわけです。なぜこんなことをお自にかけようとしているかと申しますと，ピデ

これは，光線のピームが非常 にジャ ー プであるということを使っているわけですね。

オの信号と いいますのは，最初にお話しいた

それからこれは，いまアープレコーダーでしましたように， 6メガサイク ／V の変調を持あそこにうつったものをまわしていますのでってい るわけ で して，い ままで行なわれてい

すがこういうものをとおすと，ちょっと雑音−

た光線通信というのは，せいぜい 4000 サイが多いんですけれども ， ひじように行がJ 、
ィクy 程度の低周波の通信しかできておりませ

ファイであるということ。これはやはりここん。で， こういう 6メガというような高い周に使っております光線通信のバンドが広いと波数の通信が， こういう光線通信を通じて可いうことをあらわしているわけです。ごらん

能であるということを，今お自にかけているになることはこれだけです。

わけ なんです。
今あそこにあの人が立ちますと ，p‑n vヤンク ジョ ンから出ている光がきえるわけです。

要するに， あそこに小さな終りに半導体というものが，入っていて， それで こういう光線通信ということ

け っ していんちきしているわけではない。

が可能だ。ピー ムが非常にシャ ー プでバンド

そういうわけでございまして，ひじ ように大も広いというようなことにより ， これから光がかりなものを持ちこんで実はお自にかける線通信の分野で大いにのびるのではないかとのは これだけなんです。あとやってみること

恩われます。

は，こ れを少し動か して，アレピの信号だけ使っておりますうちが 8
400 オング久トロー

3
8エレクトロニクス時代とトランジスタ

ムで 自に戚 じないということ は，周囲に自にんな便利なことがあるわけです。そういった見える光がいくら照っていてもあんまり影響

ような方面に，この半導体といったものが，しない。夜など，泥棒よけにつ くっ ておきま

これからだんだん使われるだろうと いうこと

すと ， もちろん泥棒には見えないとか，いろを実験してお自にかけたわけであります。

3
9
談話室

東南アジアの国々は将来日本と親類のようの点にかかっているのではないでし ょうか ？

な関係になるでしょうが，現在では未だ余り

これらの国の留学生はどうも欧米の方へ行き

文化的といえない水準にあるためと，独立後たがる傾向がありますが現地で、の活動は是非

日の浅いこと等の理由から，まだ十分交際が日本が積極的に主動権を撮りたいものです。

できない事情が多いようです。これらの国々

インドは今までに純粋科学の分野で優れたに対しての開発援助として各国がその物質的学者を出していることもあって科学研究は非な面を考えてあげるのもよいことですが，同常に盛です。バンダローノV の高等技術初防E所

時に教育−的な商も重要だと思います。日本でやデは教育の普及率も高〈，これらの国の人達がものを始めポンベイ近郊トロンペイの原子力

80% も米教育である事実は理解し難いことで研究所ゃ原子核研究の中心であるボンペ イのしょうが，本当は後進性の問題の殆んどがこタタ研究所等，皆とても立派なもので，優れ−9ーの高等物理学研究所等一般科学のた設備と美しい環境にめぐまれています。研＊三宅三郎氏は財団の 1
96
1年度研究奨励金によりインドで 二千米以上の深さにおけるミュ ー中
間子の測定の研究 を行なった。大阪市大教授。

究者は独立後にインドの各大学を卒業した若い人逮が中心ですが待遇がよいので質のよい40・ 談 話 室人が会国から集っています。かつての偉い科

原子核音fi
門における日印学術変流はタタ研

学者は所長として各研究所の運営に当り数百究所の物理学部長である メノ Y 教授が良い親

人の科学者の養成に行政的手腕を振っていま日家である所から始まりました。 主
主に宇宙線

すが，何分にも直接研究の指導に当れる老練関係の協同研究です。 インドは地磁気の掠道

な科学者の数が少いので毎年少からぬ数の外に近い位置であること，南部の 山々 は高さは国入学者の招聴も行ない， とに か し 強 引 に

2
500m 程度であまり高くはないが年中無警

科学水準を世界で、も 一流のものに仕上げよう

で常H
寺観測に適していること ，バノV ーンによと懸命の努力をしています。

る高きさの研究ではジェ ット気流の閣外である
ため殆んど横移動をせず回収率がよいこと等，我国に比べ ていくつかの特長を持っています。しかし一番の
魅力は地下 3300mの深さのコラ ー
金鉱の存在です。それはそのような深さでの字宙線観測が未だなされていないのとこんな深い所はインドと南 アフリカにしかな い稀少価値によります。
インドの宇宙線に関する研究では

図 1. 左からメノン，サラパイン，ラマナサンの三氏．

アーメダバッ トのすラバイ教授を中このように申し ますと何だか インドの経済心とする 一次字宙線の研究も相当進んだ分野

状態がとてもよいように見えるかも知れませですが， ここではまにポンベイのタタ研究所

んが，一般人の生活は低〈 ，他の東南アジア

での宇宙線を用いた超高エネノV ギー現象の研の国々とあまり異なることはありません。た

究について述べます。

だ国策として科学振興が重点の一つになっているからです。

タタ研究所は宇宙線に関係した部分がその大半です。まずバノレ ー ング／V ープは 1
0人の． 談 話室

4
1である玉虫由によるるのでしょう。
ねは今までに 3問， 処ペ 2年インドに行っていましたので， その H在行なった 2,3 の尖験を御紹介します。
宇宙線の地下観測は守 イソーノ
V 州の 2 ラー
金鉱で行なわれました。数百年に買ってイン
1-' の喉ー の ~~fl民間地であった コ ラー令鉱 f:t 会

長・
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iベ 200マイノレ， i
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架有制;
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0フィ ー トでその地下坑 .
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i6つの鉱区がそれぞれまる
隠 2.湖水での実験のための観測所建設

でくもの巣のようにはりめぐらされて い ま

技術者が常時生時をしており 1
0 日に l柄引

す。うっかりどこかに迷込んだら地 Hこ出る

割合で 2 万立方米の大~~バ戸ーンを作，R てい

ことは出来なくなるでしょう。地下観測の目ます。これを用いるのは乾板による高エネル

的は，高裂で宇市線がさ足気の m
予防に衝突しキ ージェットの研究グル ー フ・や計器による高て作った中間子が崩壊して出来た μ中間子や益宇宙線観測のグ／V ーブで， バノνーンの器地

いろいろな深さで測定し守そのエネルザ一分

はデ カン商店（の 中央 J、
イ ドラバードにありま布を求め，日エネノv~· ーでの相互作 J[J の有名Eす。高山で益気シャワーや高エネノν ギー核現'P知ることです。今までは約 20年前理研の級の研究をするグJVーフ・は， マドラエ九州のウ

宵附｜専ゴでが？？？水トンネノレで水深 3000m相当ータカモントという高度 2500m 人口 4000の地下で、観測されたものが長い l
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1
｝深の資料

人の町で脅の王様の宮殿の一部を観測所としとなっていました。これを更に深い方へのば

てい ます。更に南方の山岳町コダイ力ナーん

すのには絶好の条件を耐えた金鉱である わけや北方のカシミです。地下に λるには創業に吊られた箱に来−にある高山宇宙線観測所
JV

得は皆共同利用の観測所として将来は大々的

うて約 1500m会一試に下ります。そして横に研究が進められる予定です。この よ うに宇坑をー粁料−
乱；・いて i
火山シャフトで又 1500m

宙線の研究が峰なのは加速器に比べて経済的

下I）更に乗換えて約 400m 下ると故深点に

4
2・ 談 話 室到訴します。最初のシャフトを降りるとき始めはぐんぐん温度が下って 20。
C位になり次に逆に温度は上って 40。
C位になります。一番深い観測をした お00m の深さ
では 40
。
C1
.
5気圧です。岩石の温度は 50。
C を超えますが地表・からは絶えずささろえしを送り込んで冷やしています。坑道は巾 2m 高さ~- m 程度で紫野，りのままの所が殆んどですが堅い火戚岩ーなので丈夫そうです。しかし深い所では岩石

図 3. ドラム纏を浮べの圧力が大きいため時々ロックバーユ トといでは 60 日間の観測で遂に l例も観測されまって坑道が押泊されるような事故もありませんでした。我々の観測装悶は 1.
5m2の面す。小さなロックバ − .
？
− トまで含めて 1日に積で深い所での観測のためには小さ過ぎたの

2,
3回あるそうですが，大きな金鉱なので実です。せめて 10倍の面積があればもう少し際に出会う確率は小さいものでしょう。夜中深くまで観測出来たのでしょうがここであきには時々ドドツと鳴る音を聞 く事もありまらめざるを得ませんでした。深さと共にこのす。我々が観測をしたのは水深相当で 816,

ように激しく変化するのは対応するエネノνギ

1
81
2
,34
1
0
,4
2
8
0
,6
3
8
0
, 8400m の 6点です。

ーが深さによって非常にかわるのと始めからそして深さと共に μ中間子の強度がどの ようμ中間子のス ペク ト
ノV がエネ JVギー と共に急に変化して行くかが判りました。その強度は激に減少していることの両方の理由によりま

例えば 816m では 1時間に 170例位観測さす。この頻度の変り方からもっと深い所ではれ るものが 3410mでは 2時間に lつイ
立とな

地球を紫通りする様な中性微子の観測や核子

り6380m では 68聞に 1っとなり 8400mの寿命の測定等が出来るのではないかとの見・ 談 話 室

43方が有力になって来ました。最深部は殆んど常がないか制べてまわるのも泌しいものでし

宇宙線の来ない深さですがまわりの岩石からた。平地の湖は農業用ダムでジヤング）V 地帯

ガンマ一線が相当の強さで出ていますからその中にあり ，すごい B
・さと沢山の虫に悩まさ

こまで、潜っても放射線の影響から逃れられるれました。丁度 =E:ン ;I..ーンの時季でもあり風わけではありません。

雨や宙も強敵でしたが電気の 'iii
圧がひどく変款に宇宙線中の非常にエネノνギーの高い粒化し，またよく停電するのには会〈閉口しま子が大気中に突λ して次々と空気の原子核にした。実験自身よりも生活の条件の方がもっ衝突し幾百万もの粒子を一時に降らせる益気と大変で，40。程度の暑さが昼夜続き氷等冷

シャヲーなる現象があります。その大部分をいものは全然ありませんから汗の流れ通しで占める電子成分についてはよく観測されていす。扇風器の下で裸で暮す有4主です。またこるので，特に μ中間子シャヲ ーについて観測

れが虫類を吹き飛ばしてくれるわけです。三を行なうことにしました。平均してこれらが度の食事は辛さが胃の中まで戚ずるようなカ

どの位の日さで出来ているだろうか ？密度久レー料理でトクガラシを始め 5種類の辛さがペクト Y やエネノV ギ一久ペクトノνは？等の点適当に混って旨いとされているそうですが，を測定し，やはり高エネ ）V ギー核子間の相互場，，れることはとても出来ませんでした。ジヤ作用を解明しようとする試みです。今度は余ングノV 地帯なので生物は多〈，サ y pゃ蛇にりエネノνザーが高くないので，同伴する電子

は参りましたが，禁しい烏や 9？
− や猿等，可や核子を 民l 収してくれる位の厚さの物質が検

愛らしい動物も沢山いて，今から考えると結出器の上にあればよいのですから，湖の水を構楽しみもあったよ うな気もします。

月jいました。即ち 2000mの山の上の湘と平宇宙線の研究は天然の利を用いて行なわれ地の湖に それぞれ水深 10m の所へ検出器をることが多〈，お互に特長を持ちょった国際

沈めてその現象の頒度を観測する実験です。

協力を行なう都はとても役に Tl.ちます。王手い山の湖は発電用のダ ムでj成光明笑・な涼しい所

インドは日本との協同研究を熱望していますでしたので快適に仕事を進めることが出来まので将来もますます学術交流を感にすると共した。毎日ポー トを楢いで 4つの検出器に異に両国の親善に尽すことが出来れば幸です。