GLOSSARY

伝導帯とは

Conduction Band
最終更新:2026-08-02製造プロセス

伝導帯とは?

伝導帯とは、半導体中で電子が自由に動き回り電気伝導に寄与できる、価電子帯より高いエネルギーのバンドです。常温では価電子帯の電子の一部が禁止帯を越えて伝導帯へ上がり、自由電子として電流を運びます。伝導帯の底と価電子帯の頂上の差がバンドギャップで、その大きさが半導体の性質を決めます。

定義・解説

伝導帯(でんどうたい)とは、半導体中で電子が自由に動き回り電気伝導に寄与できる、価電子帯より高いエネルギーのバンドです。常温では価電子帯の電子の一部が禁止帯を越えて伝導帯に上がり、自由電子として電流を運びます。

伝導帯に存在する自由電子はn型半導体の主要なキャリアです。伝導帯の底と価電子帯の頂上のエネルギー差がバンドギャップであり、この大きさによって半導体・絶縁体・導体が分類されます。電子の移動度は伝導帯の構造(有効質量)に依存し、デバイスの動作速度を左右します。

伝導帯に電子が存在すると、その電子は結晶中を比較的自由に動けるため自由電子と呼ばれ、n型半導体の多数キャリアになります。ドナー不純物を加えると伝導帯のすぐ下に準位ができ、室温でほぼ全ての電子が伝導帯へ供給されます。

伝導帯の底のエネルギーと電子の有効質量は材料ごとに異なり、これが移動度やデバイス速度を左右します。化合物半導体は伝導帯の構造の違いから電子移動度が高く、高速・高周波デバイスに向いています。

図解

伝導帯と価電子帯を示すエネルギーバンド図。伝導帯の底Ecより上に励起された電子が自由電子として電流を運ぶことを図解。
バンド図における伝導帯 ─ 価電子帯から励起された電子が伝導帯で自由電子となり電気伝導を担う

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よくある質問(FAQ)

伝導帯とは何ですか?
電子が自由に動き回り電気伝導に寄与できる、価電子帯より高いエネルギーのバンドです。ここに上がった電子は自由電子としてn型半導体の電流を運びます。
電子はどうやって伝導帯に入るのですか?
熱・光のエネルギーや、ドナー不純物の添加によって、価電子帯の電子や不純物準位の電子が禁止帯を越えて伝導帯へ移動します。室温の熱エネルギーでも一部の電子が伝導帯に上がります。
伝導帯はデバイス性能にどう影響しますか?
伝導帯の底の構造(電子の有効質量)が電子移動度を決め、トランジスタの動作速度に影響します。移動度が高い材料ほど高速・高周波デバイスに適します。

関連カテゴリ

製造プロセス

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