電験三種　H26年　理論　問12　問題と解説

問１２

問12

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アに対しては、順電圧と考えらるので、この少数キャリア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接合領域でキャリアの再結合が起こる。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）はダイオードに見られる順電圧・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。

（1）（2）（3）（5）の記述は正しい。

（4）の定電圧ダイオードについて、説明します。
図は定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）の特性を表しています。

定電圧ダイオードは、順方向電圧を掛けた場合は、通常のダイオードと同じ特性を持ちます。
逆方向電圧をかけた場合は、ある一定の電圧を超えると、急激に電流が流れるという特性を持っています。

このときの電圧を降伏電圧（ツェナー電圧）といいます。

この領域では電流の大きさにかかわらず、両端の電圧をほぼ一定に保つことができます。
定電圧ダイオードは、この特性を利用したものです。

従って、問題文の「順電圧・電流特性」が誤りです。

正解は（４）になります。