電験三種 平成23年度(2011) 理論 問11 過去問解説
次の文章は，電界効果トランジスタに関する記述である。
図に示すMOS電界効果トランジスタ（MOSFET）は，p形基板表面にn形のソースとドレーン領域が形成されている。また，ゲート電極は，ソースとドレーン間のp形基板表面上に薄い酸化膜の絶縁層（ゲート酸化膜）を介して作られている。ソースSとp形基板の電位を接地電位とし，ゲートGにしきい値電圧以上の正の電圧 $V_{\mathrm{GS}}$ を加えることで，絶縁層を隔てたp形基板表面近くでは，（ア）が除去され，チャネルと呼ばれる（イ）の薄い層ができる。これによりソースSとドレーンDが接続される。この $V_{\mathrm{GS}}$ を上昇させるとドレーン電流 $I_{\mathrm{D}}$ は（ウ）する。
また，このFETは（エ）チャネルMOSFETと呼ばれている。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) （ア）正孔，（イ）電子，（ウ）増加，（エ）n
- (2) （ア）電子，（イ）正孔，（ウ）減少，（エ）p
- (3) （ア）正孔，（イ）電子，（ウ）減少，（エ）n
- (4) （ア）電子，（イ）正孔，（ウ）増加，（エ）n
- (5) （ア）正孔，（イ）電子，（ウ）増加，（エ）p
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正解は(1)
解説
【考え方】ゲートの正の電圧が、p形の表面に何を引き寄せ、何を押しのけるかを考えます。
ポイント：nチャネルMOSFETは、ゲートに正の電圧 → p形の表面に電子が集まり、電子の通り道（チャネル）ができます。
■1 (ア)(イ) チャネルができるしくみ
ゲートに正の電圧をかけると、正の電気をもつ正孔（電子がぬけた穴）は押しのけられます。→ (ア) 正孔
かわりに負の電気をもつ電子が引き寄せられ、電子の薄い層（チャネル）ができます。→ (イ) 電子
■2 (ウ) 電圧を上げたとき
$V_{\mathrm{GS}}$ を上げると、集まる電子がふえ、チャネルが厚くなります。
電流が流れやすくなるので、ドレーン電流は増えます。→ (ウ) 増加
■3 (エ) 名前
電子（n形と同じ、負の電気）の通り道なので、nチャネルMOSFETといいます。→ (エ) n
pチャネルは、正孔が通り道になる逆のつくりです。
答えは(1)ピヨ。
出典：平成23年度（2011） 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