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 トップページ電気と磁気の?(はてな)館 > No.10 半導体素子のルーツは天然鉱石の検波器
電気と磁気の?(はてな)館

半導体素子のルーツは天然鉱石の検波器

 ラジオ、テレビ、携帯電話などに利用される電波は、可視光よりも波長の長い電磁波です。目には見えない電磁波をどのような装置で受信するかという暗中模索の研究の中から、無線通信やラジオ放送の技術が生まれ、ダイオードやトランジスタといった半導体素子も発明されました。無線通信の技術ルーツをたどってみると、難しそうな電磁波の世界もずいぶん親しみやすくなります。

携帯電話の電波でLEDが光る
 ひところ携帯電話のアクセサリの1つとして、 “光るアンテナ”というのが流行ったことがあります。アンテナに取り付けたり、ぶら下げておくと、電話がかかってくるたびにLED(発光ダイオード)が光って知らせてくれるというもの。携帯電話の電波のエネルギーを利用して発光するので電池は不要です。
 電話がかかってくると光るので、基地局から送られてくる電波を利用しているように思えます。しかし、基地局から届く電波は微弱なのでLEDを発光させるのは無理。実は電話がかかってくると、携帯電話は自らの位置を知らせるために電波を発信します。この携帯電話から発せられる電波のエネルギーによってLEDを発光させるのです。つまり発光のエネルギー源は自らの携帯電話のバッテリなのですが、電波のエネルギーが直接、光に変換されて目視できるというところがミソ。ちょっとしたアイデア商品でした。
 光るアンテナの構成部品は、LEDとダイオード(高周波用のショットキー・バリア・ダイオードやゲルマニウム・ダイオード)、そしてコイル用の電線のみで、回路も実に簡単なものです。

携帯電話の”光るアンテナ”のしくみ

 回路のポイントはダイオードにあります。ダイオードは順方向では電流が流れ、逆方向では電流が流れないという性質(整流作用)をもつ素子。LEDは直流電流で発光するので、コイルによってとらえた電波の高周波電流を直流に整流する必要があります。その役割をになうのがダイオードなのです。LEDも発光機能をもつダイオードの1種で、2本のリード線には極性があり、反対に取り付けると発光しません。
 LEDもダイオードも比較的簡単に入手できるので、光るアンテナは手作りの理科実験・電子工作としても楽しめます。ただし、機種や電波の周波数・強さの違いなどにより光らないこともあります。また、携帯電話自らの電波エネルギーを利用するため、アンテナからの送信電波の強度は少し弱まります。

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