junction capacitance(接合容量)

半導体測定に関する翻訳に、junction capacitance(接合容量)という言葉がよく出てくる(例えば、B1506A パワーデバイス・アナライザ 主要パラメータ自動測定装置のp11)。

電気をよく通す物質は導体、通さない物質は絶縁体、その中間の物質は半導体と呼ばれる。半導体(例えば、Si(シリコン)やGe(ゲルマニウム))の中で不純物を含まないものは真性半導体と呼ばれる。

Si(シリコン)やGe(ゲルマニウム)などの原子は、4個の価電子(原子の最外殻を回っている電子で、原子同士の結合や反応にかかわる)を持っている。結晶構造では、それぞれの原子は最近接位置にある4個の原子と、価電子を1個ずつ出しあって(電子ペアを形成して)共有結合で強く結びついている(化学の分野のオクテット則により非常に安定した状態)。この状態では、価電子がすべて結合に使われているので、電気伝導に寄与する電子がない。

上の真性半導体に、5個の価電子を持つAs(ヒ素)やP(りん)などの不純物をドーピング(ごく微量添加)すると、結晶の原子同士の結合に使われない価電子が1つ余り、自由に動きまわれる電子(自由電子)が生じる。この負(nagative)の電荷を持つ電子が電気伝導に寄与する(電気を運ぶ担い手となるのでキャリアと呼ばれる)ので、このような半導体はn型半導体と呼ばれる。

上の真性半導体に、3個の価電子を持つB(ボロン)やIn(インジウム)などの不純物をドーピングすると、結晶の原子同士の結合に使われる価電子が1つ不足し、結合に電子の欠落した状態が生じる。この電子が欠落した部分(正に帯電しているので、正孔(ホール)と呼ばれる))に近くの電子が引き寄せられて移動し、その電子が存在していた部分が正に帯電する(正孔になる)を繰り返すことにより、あたかも、正(positive)の電荷を持つ正孔が自由に動きまわっているように見える。これが電気伝導に寄与するキャリアとなり、このような半導体はp型半導体と呼ばれる。

n型半導体とp型半導体を接合すると(PN接合と呼ばれる)、接合面の近くのn型半導体のキャリア(電子)とp型半導体のキャリア(正孔)が引き寄せられて再結合して消滅し、キャリアの存在しない空乏層と呼ばれる部分が生じる。この状態は、空乏層を挟んでその両端に負の電荷と正の電荷が存在する、コンデンサと同じ状態であり、静電容量が生じている。この容量を接合容量と呼ぶ。

PN接合、接合容量については、以下を参照

金沢大学理工学域電子情報学類教授 北川章夫氏のホームページ > 講義案内 > 集積回路工学第1 > 2.1 MOSFETの構造と機能

OKAWA Electric Design > 資料基礎編ダイオードの静電容量トランジスタの静電容量

reverse transfer capacitance(逆伝達キャパシタンス)

パワー半導体測定に関する翻訳に、reverse transfer capacitance(逆伝達キャパシタンス)という言葉がよく出てくる(例えば、B1506A パワーデバイス・アナライザ 主要パラメータ自動測定装置のp2)。reverse transfer capacitanceは、逆伝達容量、帰還容量とも訳される。

逆伝達キャパシタンスとは、MOSFETではゲート-ドレイン間に存在する寄生キャパシタンス(バイポーラ・トランジスタではベース-コレクタ間の寄生キャパシタンス)のことである。この寄生キャパシタンスにより、出力から入力に信号が帰還される。

このような反転増幅器の入力(ゲート/ベース)と出力(ドレイン/コレクタ)の間にある帰還キャパシタンス(C)は、入力側から見ると、反転増幅器(FETまたはトランジスタ)の増幅率をAとして、等価的にC(1+A)のキャパシタンスが入力側でグランドに接続されたように見える。これは、発見者の名前からミラー効果と呼ばれ、逆伝達容量をミラー容量と呼ぶこともある。この容量により、反転増幅器の入力側にローパス・フィルタが形成され、信号の高周波成分が減衰し、高周波特性が悪化する。

ミラー容量については、以下を参照

Miller Effect(英語ページ)

OKAWA Electric Design > 資料基礎編 > ミラー容量

電気製品いろいろ

最近いろいろ電気製品を買ってます。
まず、Philipsのノンオイルフライヤー。前々から気になっていたんですが、近所のノジマ電気でこれまでみた中で一番安い価格を見て、それも「今週限り」という言葉に乗せられ…ついに。結果、すすすすすごい!結構いけます。購入したのは先週の日曜日だったんですが、すでに「ポテトフライ」「鶏からあげ」「とんかつ」「コロッケ」「ジャックポテト」を試してみました。ほんとにオイル不要なんです。むちゃくちゃヘルシーです。カロリー最大80%オフとのことで、これはいいです!ただし、音がすごい!ヨーロッパの家電って日本の家電のようにいろいろついていなくてシンプルなものが多いんですが、これもスイッチは温度と時間用の2つだけ。材料をバスケットに入れて温度を設定して時間のダイヤルを回すだけ。ゴーーーーッという音とともに加熱が始まり、もの(から揚げ粉を付けた鶏)によっては、すごい煙(水蒸気??)がでます。味はGood!付属している料理本より若干控えめな加熱がおすすめの気がします。
少し前に購入したのがFitbit。単純に言えば、日々の活動量計です。歩数計測ができ、集中して運動する際はアクティビティモードにすれば、その運動の消費カロリーが算出されます。睡眠計にもなります。寝る前に利き腕の反対側の手首に巻いて寝ると、睡眠時間、起きた回数、落ち着かない眠りの時間が算出されます。iPhoneにインストールしたアプリと同期させ、日々の活動量、睡眠状態が見れるというわけです。残念なのは、本来摂取カロリーも記録できるようになっているんですが、日本食向けのデータベースがありません。つまり、「そば」「うどん」「ラーメン」なんかは自分でカスタマイズ登録しておく必要があるんです。刺身と冷奴とわかめとねぎの味噌汁とご飯と筋子、とか食べたときは全部カスタマイズ。これ、めんどくさくてやってません。それにしてもデータが溜まっていくのはなかなか楽しい。
同じ時期に購入したのがPhilipsのソニッケア。電動歯ブラシです。シリーズがたくさんあってどれにしようかなあ、と悩んだ挙句、一番シンプルなもので紫外線殺菌機能がついたものを購入。保証期間が2年間だったので、へえーっと思ってちょっと調べたら、2年以内にほぼ壊れる、らしいです。これもさすが上記ノンオイルフライヤーと同じメーカーだなあーという使い心地。音が大きいし、グリップも太くて無骨。でも確かに効果はあるようです。2分がデフォルト設定ですが、延長して4分磨いちゃいます。説明書に「押さえつけたりせず、ソニッケアにまかせてください!」というコメントがあり。ご指示どおり、お任せしています。
うちに新しいものが来るとなんとなく嬉しい。
でも古いものも大切に!
ちなみに昨日の晩御飯は大阪に住んでいた時に買った美々卯のうどんすき鍋で作ったうどんすき。30年前に買ったお鍋です!

clock recovery(クロック・リカバリ)

高速シリアル・データ通信測定に関する翻訳に、clock recovery(クロック・リカバリ)という言葉がよく出てくる(例えば、Agilent 83495A 10Gb/sクロック・リカバリ・モジュール)。clock recoveryは、クロック再生、クロック抽出、クロック回復と訳されることもある。

今日の多くの高速シリアル・データ通信(シリアルATA、PCI Express、USB 3.0、1000BASE-T、HDMIなど)では、送信側と受信側を同期するために、エンベデッド・クロック(クロックをデータに埋め込んで伝送する方式)が用いられ、専用のクロック線が用いられていない。

受信側では、受信したデータ列の「0」と「1」を正しいタイミングで判定するために、受信側のクロックを送信側のクロックに同期し、そのクロックで受信したデータ列をサンプリングしてデータを回復する必要がある。このために、送信されてきた(エンベデッド・クロック方式の)データ列からクロックを回復(リカバリ)することをクロック・リカバリという。

高速シリアル・データ通信では、長時間「0」または「1」のみのデータが続くと、直流成分が含まれることになり、AC結合のデータ線で電圧レベルが減衰し、遷移ポイント付近で「0」か「1」かの判定が困難になる。このために、8b10bなどのコード化を行って、長時間連続して「0」または「1」が発生しないようにしている。また、このようにすることにより、送信されてきたデータ列の「0」から「1」や「1」から「0」への遷移ポイントを検出し、受信側の基準クロックを遷移ポイントに(PLLを用いて)同期して、クロックを回復することができる。

高速シリアル通信については、以下を参照

設計の基本は仕様の理解 ― 高速シリアル通信を実現するために知っておくべき最低限の知識

高速シリアル・インタフェース測定の必須スキルを身に着ける

クロック・リカバリの詳細については、以下を参照。

CLOCK AND DATA RECOVERY CIRCUITS(英語pdf)

Clock and Data Recovery for Serial Digital Communication(英語pdf)

Fix it 50994を適用した環境で、JREのインストールが失敗する

先月末、SDL Trados Studio 2014 SP1がリリースされ、弊社でも少しずつインストールを始めているところです。

fixit50994そこで遭遇したのが、環境によってエラーが発生するものとそうでないものがあるという現象です。インストールはいくつかのパートに分かれているのですが、エラーが発生するのはJava Runtime Environment(JRE)導入のパートであり、これはトラブルに見舞われた環境すべてに一致するものでした。Trados Studio 2014 SP1はJRE 8が必須となり、アプリケーションのインストーラに同梱されているのですが、これが問題を引き起こしているようでした。

インストールログを精査し、各環境のインストール済みのアプリケーションを調べていくうちに、Microsoft提供のIEでJavaプラグインを無効するためのプログラム「Fix it 50994」が問題を引き起こしていることがわかりました。これがインストールされるとIE上でjavaのコンテンツが無効となり、昨今増加しているJavaプラグインのセキュリティ・ホールをついた攻撃を回避できるメリットがあります。

ただし、このFix itにはJREのインストールを失敗させる副作用があるようです。試しに、このFix itを無効化するプログラム「Fix it 50995」を適用したところ、JREのインストールが無事に完了することを確認しました。

ということで、JREのインストールでエラーが発生する際は「Fix it 50994」が適用済みかどうかご確認ください。解決の糸口になるかも知れません。

MMIC(モノリシック・マイクロ波集積回路)

高周波シミュレーションに関する翻訳に、MMICという言葉がよく出てくる(例えば、Agilent EEsof EDA W2321 レイアウト・エレメント)。MMICは、Monolithic Microwave Integrated Circuit(モノリシック・マイクロ波集積回路)の略である。

半導体デバイスは、ダイオードやトランジスタなどの個別半導体素子(ディスクリート半導体)と集積回路(IC)の2種類に分類される。集積回路は、ハイブリッド集積回路(ハイブリッドIC)とモノリシック集積回路(モノリシックIC)の2種類に分類される。モノリシックICとは、シリコン(Si)やガリウムヒ素(GaAs)などの単一の半導体基板(ウェハー)上にトランジスタ、ダイオード、抵抗、キャパシタなどの素子を一体に形成して機能を実現したもので、ICと言えば、通常はモノリシックICのことである。ハイブリッドICは、絶縁基板上に個別半導体素子、モノリシックIC、抵抗、コンデンサなどの電子部品を高密度に実装して、1つのICのようにパッケージングしたものである(例えば、ここの構造を参照)。

したがって、MMICとは、マイクロ波帯のミキサ、増幅、スイッチングなどの機能を、単一の半導体基板上に形成したICである(例えば、ここの画像)