平成30年度 電験3種 理論 問11の過去問解説

平成30年度 電験3種 理論 問11

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)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)LEDは、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)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、p形半導体とn形半導体の4層構造からなる4端子素子である。

解答・解説

正解(3)

(1)誤り

ダイオードは、順方向バイアスを印加すれば電流が流れます。

そして、電流はアノードに流れ込み、カソードから出ていきます。電子の移動方向は電流と逆向きになるので、カソードから入りアノードから出ていきます。

よって誤りです。

(2)誤り

LEDは普通のダイオードと同じく、順方向バイアスを印加して使用します。

LEDに電流が流れれば、活性層における電子と正孔の再結合時に余ったエネルギーが光となって放出されるので、発光します。

よって誤りです。

(3)正しい。

MOSFETは、ゲートに加える電圧を制御することで、トレーン電流を制御します。

よって正しいです。

(4)誤り

可変容量ダイオードは、空乏層の大きさによってその静電容量が決定します。

逆方向バイアスを大きく印加するほど空乏層の幅が広がり、並行平板コンデンサの静電容量の式である

$$C=\frac{\varepsilon S}{d}$$

における$d$が大きくなるので、可変容量ダイオードの静電容量は小さくなります。

よって誤りです。

(5)誤り

サイリスタは、pnpnの構造にすることで、ゲート信号端子を作成し、電流の導通を制御できるパワエレ素子です。

したがって、通常のダイオードにゲート端子が追加され3端子になります。

4端子ではありませんので、誤りです。

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