電験三種 令和3年度(2021) 理論 問11 過去問解説

問11 《電子物性(半導体)》
半導体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. (1) ゲルマニウム(Ge)やインジウムリン(InP)は単元素の半導体であり,シリコン(Si)やガリウムヒ素(GaAs)は化合物半導体である。
  2. (2) 半導体内でキャリヤの濃度が一様でない場合,拡散電流の大きさはそのキャリヤの濃度勾配にほぼ比例する。
  3. (3) 真性半導体に不純物を加えるとキャリヤの濃度は変わるが,抵抗率は変化しない。
  4. (4) 真性半導体に光を当てたり熱を加えたりしても電子や正孔は発生しない。
  5. (5) 半導体に電界を加えると流れる電流はドリフト電流と呼ばれ,その大きさは電界の大きさに反比例する。
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正解は(2)
解説
【考え方】拡散電流は、キャリヤ(電気を運ぶ電子や正孔)が、濃い所からうすい所へ広がって流れる電流です。(1)〜(5)を1つずつ確かめます。 ■1 (1) 半導体の種類 ゲルマニウムとシリコンは単元素(1種類の元素)、インジウムリンとガリウムヒ素は化合物です。組み合わせがちがうので誤りです。 ■2 (2) 拡散電流 拡散電流は、濃さのかたむき(濃度勾配)にほぼ比例します。正しいです。 ■3 (3) 不純物を加える 不純物を入れるとキャリヤが増えて、抵抗率は下がります。誤りです。 ■4 (4) 光や熱を加える 光や熱のエネルギーで、電子と正孔が生まれます。誤りです。 ■5 (5) ドリフト電流 ドリフト電流(電界に引っぱられて流れる電流)は、電界の大きさに比例します。反比例ではないので誤りです。 答えは(2)ピヨ。
出典:令和3年度(2021) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)理論 問11