電験三種 平成26年度(2014) 理論 問12 過去問解説
半導体のpn接合を利用した素子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) ダイオードにp形が負，n形が正となる電圧を加えたとき，p形，n形それぞれの領域の少数キャリヤに対しては，順電圧と考えられるので，この少数キャリヤが移動することによって，極めてわずかな電流が流れる。
- (2) pn接合をもつ半導体を用いた太陽電池では，そのpn接合部に光を照射すると，電子と正孔が発生し，それらがpn接合部で分けられ電子がn形，正孔がp形のそれぞれの電極に集まる。その結果，起電力が生じる。
- (3) 発光ダイオードのpn接合領域に順電圧を加えると，pn接合領域でキャリヤの再結合が起こる。再結合によって，そのエネルギーに相当する波長の光が接合部付近から放出される。
- (4) 定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）はダイオードにみられる順電圧・電流特性の急激な降伏現象を利用したものである。
- (5) 空乏層の静電容量が，逆電圧によって変化する性質を利用したダイオードを可変容量ダイオード又はバラクタダイオードという。逆電圧の大きさを小さくしていくと，静電容量は大きくなる。
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正解は(4)
解説
【考え方】ツェナーダイオードが使うのは「逆」電圧の降伏（急に電流が流れ出す現象）です。ほかの素子のしくみも1つずつ確かめます。
ツェナーダイオード：逆電圧を大きくしたときの降伏を使って、電圧を一定にする素子です。
(1) 逆向きの電圧でも、数の少ないキャリヤ（電気を運ぶもの。少数キャリヤ）にとっては流れやすい向きです。
そのため、ごくわずかな電流（逆方向電流）が流れます。正しいです。
(2) 太陽電池は、光で生まれた電子が n 形へ、正孔（電子がぬけた穴で、正の電荷のようにふるまうもの）が p 形へ分かれて集まり、電圧が生まれます。正しいです。
(3) 発光ダイオードは、順電圧で電子と正孔が再結合（くっついて消えること）するときに光を出します。正しいです。
(4) ツェナーダイオードが使うのは、「逆」電圧を大きくしたときの降伏現象です。「順電圧」としているので誤りです。
(5) 逆電圧を小さくすると空乏層（電気を運ぶものがいない層）がうすくなり、静電容量は大きくなります。正しいです。
答えは(4)ピヨ。
出典：平成26年度（2014） 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12