基本的な電子部品とは？

電子部品には13種類の基本的な種類があり、その多くにはさらに細かいサブカテゴリーがあります。本記事では、この13種類について解説します。電子部品は当初、受動部品と能動部品という2つのカテゴリーに大別されます。ウィキペディアの説明によれば、「電子部品とは、電子システムにおいて電子またはそれに関連する場に作用させるために用いられる、あらゆる基本的な個別デバイスまたは物理的実体のことである」とされています。

13種類の部品は以下の通りです。

スイッチ
抵抗器
コンデンサ
トランジスタ
ダイオード
インダクタ
リレー
バッテリー
サーキットブレーカー
モーター
ヒューズ
トランス（変圧器）
集積回路

スイッチは電子電流のオンオフを切り替えたり、電流を他の回路へ導いたりするもので、ロッカースイッチ、押しボタンスイッチ、トグルスイッチ、さらには極数や投入数のさまざまな組み合わせなど、非常に多くの種類が存在します。スイッチには機械式と電気式の2種類があり、いずれも電子部品の製造に使用できます。スイッチには主に2つの定格があります。1つは電圧定格で、短絡やアーク放電が発生する前に流すことができる最大電圧を評価するものです。もう1つは電力定格で、動作中に部品が処理できる最大電力を規定するもので、通常はボルトアンペア（VA）またはワットで測定されます。

抵抗器は回路内の電圧を制御するもので、オームで測定され、抵抗値は抵抗器に施されたカラーコードによって判別できます。抵抗器には、巻線型、表面実装型、可変型、金属皮膜型、厚膜型、薄膜型など、数多くの種類があります。ウィキペディアの説明によれば、「抵抗器とは、電気抵抗を回路素子として実現する受動的な2端子電気部品である。電子回路において抵抗器は、電流を減少させたり、信号レベルを調整したり、電圧を分割したり、能動素子にバイアスを与えたり、伝送線路を終端したりするなど、さまざまな用途に使用される」とされています。

コンデンサは、回路内の電圧が低下した際に使用できる電気を蓄えます。コンデンサは、かつては「コンデンサー」とも呼ばれていました。抵抗器とは異なり、コンデンサは大量のエネルギーを消費せず、理想的なコンデンサであれば全くエネルギーを失いません。ライデン瓶は初期のコンデンサであり、1746年に作られました。各コンデンサには、非導電性の領域によって隔てられた2つの導体があります。充電・放電が可能で、単位はファラド（F）およびその補助単位であるピコファラド（pF）やナノファラド（nF）で表されます。

最初のトランジスタは1947年にベル研究所で発明され、ジョン・バーディーンとウォルター・ブラッテンに1956年のノーベル物理学賞をもたらしました。その3年後、MOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）も同じくベル研究所でモハメド・アタラとダウォン・カーンによって発明されました。MOSFETは現在最も広く使われているトランジスタであり、現代電子工学の基本的な構成要素となっています。興味深いことに、トランジスタ（transistor）という言葉はtransresistance（伝達抵抗）の短縮形です。この部品は多くの場合、陰極管（真空管）に取って代わりました。より小型で耐熱性が高く、消費電力も少なかったためです。

ダイオードは電気を一方向にのみ流し、逆方向には流さないようにする働きを持ちます。一方向（遮断される方向）では抵抗が高く、もう一方向では抵抗が低くなります。これらの方向は、抵抗が低いまたはゼロである方向を順方向、遮断される方向（または抵抗が高い方向）を逆方向と呼びます。初期のダイオードは真空管デバイスであり、その後、用途に応じてさまざまな種類のダイオードへと発展しました。サーミスタ型、半導体、結晶、アバランシェ、レーザー、そしてよく知られたLED（発光ダイオード）など、これらはダイオードの種類のほんの一部にすぎません。

インダクタは、電荷が磁場を通過する際にエネルギーを蓄える2端子の電子部品です。ファラデーの電磁誘導の法則によれば、導線コイルの周囲の磁気的環境に変化が生じると、コイル内に電圧（起電力）が「誘導」されます。主に交流機器やラジオに使用され、直流を流しつつ交流を遮断する働きをします。

リレーは電気的に作動するスイッチで、もともとは電信システムで使用されていました。オンオフという性質から、初期のコンピューター産業や電話にも応用されました。本質的に1と0の方式で動作するため、コンピューターの論理演算にも使用されました。「単純な電磁リレーは、軟鉄芯（ソレノイド）に巻かれた導線コイル、磁束に対して低い磁気抵抗の経路を提供する鉄製のヨーク、可動式の鉄製アーマチュア、そして1つ以上の接点セットから構成される」とウィキペディアは述べています。

バッテリーは電気を蓄え、放出します。充電式のものは、それを複数回行うことができます。バッテリーはさまざまなサイズがあり、亜鉛から酸化銀、リチウムまで、さまざまな金属が使用されています。また非常に適応性が高く、月面や海底で使用されたバッテリーも存在します。

サーキットブレーカー（回路遮断器）は、その名の通り回路を遮断するために使用されます。基本的にサーキットブレーカーは、電流の流れを制御するスイッチとして機能します。この電気回路をトーマス・エジソンは1890年、自身の電力配電システムの一部としてヒューズの特許を取得しました電流の過負荷や短絡から保護する仕組みは、一度しか使用できないヒューズとは異なります。ブレーカーはリセットが可能であるため、寿命がはるかに長く、コストも削減できます。トーマス・エジソンは初期のサーキットブレーカーの開発にも関わっていました。「サーキットブレーカーは、通常流れることが想定される電流と、安全に遮断できる最大短絡電流の両方で定格が定められている。この後者の数値がブレーカーのアンペア遮断容量（AIC）である」

モーターは電気エネルギーを機械エネルギーに変換します（他の種類のモーターは他のエネルギーに変換します）。このプロセスには磁場と電流が流れる導体との相互作用が関わっており、1821年に初めて解明され、19世紀を通じて製作されるようになりました。このプロセスの効率が高いほど、モーターを動かすために必要なキロワット数は少なくなります。

ヒューズは電気回路を過負荷から保護するために使用され、一度限り使用できる金属線または金属片です。銀、銅、亜鉛、アルミニウムなど、予測可能な抵抗値を持つ金属で作られています。サーキットブレーカーの代わりに使用されるヒューズは、両者のうちより古くからある技術であり、初期の電信産業を落雷から保護するために開発されました。トーマス・エジソンは1890年、自身の電力配電システムの一部としてヒューズの特許を取得しました。

トランス（変圧器）は、電気エネルギーをある電気回路から別の回路へ（さらには複数の回路へ）伝送します。電磁誘導はファラデーらによって発見されました。誘導コイルは、大量生産された最初の変圧器であり、ファラデーが起電力と誘導について説明してから5年後の1836年にアイルランドで製造されました。ハンガリーのガンツ社において、カーロイ・ツィペルノフスキー、オットー・ブラーティ、ミクシャ・デーリからなるZBDチームが、最初の密閉型ユニットを製作したことで変圧器に革命をもたらしました。

集積回路（マイクロチップ）とは、小さな半導体材料上に構成された電気回路の集合体です。その非常に小さなサイズと「量産能力、信頼性、そして回路設計に対する積み木式のアプローチにより、個別トランジスタを用いた設計に代わって標準化されたICの急速な普及がもたらされた。今日ではICはほぼすべての電子機器に使用されており、電子工学の世界に革命をもたらした。コンピューター、携帯電話、その他のデジタル家電製品は、ICの小型化と低コスト化によって可能となり、現代社会の構造に不可欠な存在となっている」とされています。

集積回路には、アナログとデジタルという2つの基本的な種類があります。アナログICとは、アンプや電圧レギュレーターなど、アナログ領域で動作する集積回路のことです。デジタルICには、論理ゲート、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサーなどが含まれます。

マイクロコントローラーは、金属酸化膜半導体の集積回路チップ上に構成された小型コンピューターであり、医療機器、リモコン、家電製品、その他の組み込み機器といった遠隔デバイスに使用されます。トランジスタにルーツを持つマイクロコントローラーもまた、ムーアの法則に従う電子部品の一つです。1970年代初頭に初めて開発されたMOSトランジスタ（マイクロコントローラーの別称でもあります）は、幅広い製品に使用されています。しかし、MCUを事前にプログラムできることにより、大量生産によるコスト削減が可能になっています。

Online Componentsでは、上記に挙げた部品のほとんどを取り扱っております。記事内のリンクをご利用いただくか、ページ上部の検索ボックスからお探しください。

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