《理論》〈電子回路〉[H28:問11]半導体に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

半導体に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1) 極めて高い純度に精製されたシリコン ( \(\mathrm {Si}\) ) の真性半導体に,価電子の数が3個の原子,例えばホウ素 ( \(\mathrm {B}\) ) を加えるとp形半導体となる。

(2) 真性半導体に外部から熱を与えると,その抵抗率は温度の上昇とともに増加する。

(3) n形半導体のキャリアは正孔より自由電子の方が多い。

(4) 不純物半導体の導電率は金属よりも小さいが,真性半導体よりも大きい。

(5) 真性半導体に外部から熱や光などのエネルギーを加えると電流が流れ,その向きは正孔の移動する向きと同じである。

【ワンポイント解説】

問題文の文章はいずれも半導体に関する基本となります。高校の化学を復習しながら,原理を理解して下さい。

1.n形半導体
4価のシリコン ( \(\mathrm {Si}\) ) やゲルマニウム ( \(\mathrm {Ge}\) ) の真性半導体に5価のヒ素 ( \(\mathrm {As}\) ) やアンチモン ( \(\mathrm {Sb}\) )を加えると,価電子が1個余り,電子が移動することで電流が流れます。

2.p形半導体
4価のシリコン ( \(\mathrm {Si}\) ) やゲルマニウム ( \(\mathrm {Ge}\) ) の真性半導体に3価のホウ素 ( \(\mathrm {B}\) ) やインジウム ( \(\mathrm {In}\) )を加えると,価電子が1個不足して正孔ができます。この正孔が移動することで電流が流れます。

【解答】

解答:(2)
(1):正しい
問題文の通りです。

(2):誤り
真性半導体は熱を加えると,抵抗率が減少し,導電性が良くなります。

(3):正しい
問題文の通りです。

(4):正しい
不純物半導体とは,真性半導体に3価や5価の不純物を混ぜたもので,電子や正孔が移動することで,真性半導体よりも導電率は良くなります。

(5):正しい
問題文の通りで,正孔の流れる向きは電流の向きと同じです。