《理論》〈電気及び電子計測〉[H29:問11]半導体のpn接合に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

半導体のpn接合の性質によって生じる現象若しくは効果,又はそれを利用したものとして,全て正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
(1)表皮効果,ホール効果,整流作用
(2)整流作用,太陽電池,発光ダイオード
(3)ホール効果,太陽電池,超伝導現象
(4)整流作用,発光ダイオード,圧電効果
(5)超伝導現象,圧電効果,表皮効果

【ワンポイント解説】

設問の用語はいずれも電気主任技術者としては理解しておきたい単語です。本問は確実に理解しておきましょう。

【用語の解説】

表皮効果
周波数が増加すると,電磁誘導作用によって導体内を流れる電流が表面に集中する現象。導体の真ん中部分が流れにくくなる分,導体の抵抗値が増加します。

ホール効果
半導体に電流を流し,電流に直角の磁界をかけたとき,電流と磁界に直角の方向に電圧が生じる現象。

整流作用
ダイオードに交流電流を流したとき,順方向には電流が流れ,逆方向が流れないようにすることで,流れる方向を片方のみとすることができること。

太陽電池
半導体の光電効果を利用して,光エネルギーから発電する電池。

発光ダイオード
pn接合の半導体に電流を流すことで,光エネルギーに変換され,材料に応じた色を発光します。名古屋大学の赤崎先生と天野先生,中村修二さんが青色発光ダイオードでノーベル賞を受賞したのが有名です。

超伝導現象
導体の温度を下げていくと電気抵抗が下がっていくが,ある温度(臨界温度)になると突然電気抵抗がゼロになる現象。超伝導リニアがこの現象を利用して設計されています。

圧電効果
誘電体に圧力をかけると,その強さに比例した分極電荷を生じ,誘電体表面間に電圧が誘発される。

【解答】

解答:(2)
用語の解説の通り,半導体のpn接合に関連する用語は,ホール効果,整流作用,太陽電池,発光ダイオードになります。
(1)表皮効果,ホール効果,整流作用
(2)整流作用,太陽電池,発光ダイオード
(3)ホール効果,太陽電池,超伝導現象
(4)整流作用,発光ダイオード,圧電効果
(5)超伝導現象圧電効果表皮効果