電験三種 平成28年度(2016) 理論 問11 過去問解説

問11 《半導体》
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. (1) 極めて高い純度に精製されたシリコン(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(B)を加えるとp形半導体になる。
  2. (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. (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. (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. (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。
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正解は(2)
解説
【考え方】(1)〜(5)を1つずつ確かめます。覚えるポイントは「真性半導体は、温度が上がるとキャリアが増え、抵抗率は下がる」です。 ■1 言葉の確認 半導体は、電気の通しやすさが金属と絶縁体(電気を通さないもの)の中間の材料です。 真性半導体は、混ぜ物のない純粋な半導体です。 キャリアは電気を運ぶもので、自由電子と正孔(電子が抜けたあとの穴で、プラスの電気のように動くもの)があります。 ■2 (1) ホウ素を加える 価電子(いちばん外側の電子)が3個のホウ素を加えると、p形になります。→ 正しいです。 ■3 (2) 温度と抵抗率 温めると、熱の力でキャリアが増え、電気が流れやすくなります。 なので、抵抗率(電気の流れにくさ)は下がります。→ 「増加する」は誤りです。 なお、金属は逆に、温度が上がると抵抗率が上がります。 ■4 (3) n形のキャリア n形の主なキャリアは自由電子です。→ 正しいです。 ■5 (4) 導電率 不純物を加えるとキャリアが増えるので、真性半導体より電気を通しやすくなります。→ 正しいです。 ■6 (5) 電流の向き 電流の向きは、正孔の動く向きと同じです。→ 正しいです。 答えは(2)ピヨ。
出典:平成28年度(2016) 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