導体・半導体・絶縁体とは？――電気の流れやすさと制御しやすさの違い

導体、半導体、絶縁体の違いを、自由電子、エネルギーバンド、温度や不純物による変化から入門向けに説明する。

客観的事実この記事のタイプ：事実・解説

公開 2026/8/28 確認 2026/8/28 読了 7分入門執筆: 知識図書館編集部

この記事の結論

導体・半導体・絶縁体の違いは、材料の中で電気を運ぶ粒子がどれだけ動きやすいかにあります。

分類	代表例	電気の流れ方	主な役割
導体	銅、アルミニウム	電流が流れやすい	配線、電極
半導体	Si、SiC、GaN	条件により大きく変えられる	スイッチ、整流、増幅、検出
絶縁体	ガラス、樹脂、SiO₂	通常は非常に流れにくい	絶縁、保護、電荷の制御

半導体は「導体と絶縁体の中間」だけでは説明しきれません。重要なのは、電気の流れ方を設計によって変えられる点です。

金属や半導体では、主に電子の移動が電流になります。材料内部に動ける電子が多く、移動を妨げるものが少ないほど、一般に電気は流れやすくなります。

金属では動ける電子がもともと多いため、電圧を加えると電流が流れます。絶縁体では電子が原子に強く束縛されているため、通常の電圧ではほとんど移動できません。

固体中の電子が取れるエネルギーは連続ではなく、帯状の範囲として考えられます。電子が主に存在する価電子帯と、電子が移動して電流を運びやすい伝導帯の間には、電子が存在しにくい禁制帯があります。

この説明は材料を分類する基本ですが、実際の電気抵抗は結晶欠陥、温度、不純物、寸法などにも左右されます。

半導体では、次の条件で電気伝導を大きく変えられます。

この性質を組み合わせたものが、ダイオード、トランジスタ、センサー、太陽電池などです。

ICは半導体だけで作られているわけではありません。電極や配線には導体、電流を遮断する層やゲート絶縁膜には絶縁体を使います。導体・半導体・絶縁体を適切な位置へ配置することで、初めて回路として動作します。