《理論》〈電子理論〉[H30:問11]各種半導体素子に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

半導体素子に関する記述として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(1)　\( \ \mathrm {pn} \ \)接合ダイオードは，それに順電圧を加えると電子が素子中をアノードからカソードへ移動する\( \ 2 \ \)端子素子である。

(2)　\( \ \mathrm {LED} \ \)は，\( \ \mathrm {pn} \ \)接合領域に逆電圧を加えたときに発光する素子である。

(3)　\( \ \mathrm {MOSFET} \ \)は，ゲートに加える電圧によってドレーン電流を制御できる電圧制御形の素子である。

(4)　可変容量ダイオード(バリキャップ)は，加えた逆電圧の値が大きくなるとその静電容量も大きくなる\( \ 2 \ \)端子素子である。

(5)　サイリスタは，\( \ \mathrm {p} \ \)形半導体と\( \ \mathrm {n} \ \)形半導体の\( \ 4 \ \)層構造からなる\( \ 4 \ \)端子素子である。

【ワンポイント解説】

正しい選択肢を見つけることは間違いの選択肢を\( \ 4 \ \)つ見つけないといけないので，誤っているものを選択する問題より若干難しくなります。本問の内容を理解すれば機械科目にもつながる内容ですので，必ず理解するようにしましょう。

【解答】

解答：(3)
(1)：誤り
\( \ \mathrm {pn} \ \)接合ダイオードは，図1のような構造であり，それに順電圧を加えると電流はアノードからカソードに移動しますが，電子はカソードからアノードへ移動します。

(2)：誤り
\( \ \mathrm {LED} \ \)は，\( \ \mathrm {pn} \ \)接合領域に順電圧を加えたときに発光する素子です。

(3)：正しい
問題文の通りで，図2のような構造の半導体です。

(4)：誤り
可変容量ダイオード(バリキャップ)は，加えた逆電圧の値が大きくなるとその静電容量が電圧の平方根に反比例して小さくなる\(2\)端子素子です。

(5)：誤り
サイリスタは，図3の通り，\( \ \mathrm {p} \ \)形半導体と\( \ \mathrm {n} \ \)形半導体の\( \ 4 \ \)層構造からなる3端子素子です。