第三種電気主任技術者の過去問
平成30年度（2018年）
理論 問11

(1)間違いです。
pn接合ダイオードの順電圧とはアノード(p形半導体)にプラス電圧、カソード(n形半導体)にマイナス電圧を加えた状態です。
この場合、p形半導体の正孔がマイナス極(カソード側)に吸引され、n形半導体の電子がプラス極(アノード側)に移動します。

(2)間違いです。
LEDは「Light Emitting Diode」と言い、ダイオードですので逆電圧では電流を通さないので発光することができません。
なお、発光量は順方向電圧を加えた時に流れる電流量に比例します。

(3)正しいです。
MOSFETは「Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor」と言い、日本語ですと「金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ」と言います。
ドレーン、ソース、ゲートの三端子を持つ素子であり、問題文の通り、ゲート電圧を調整することでドレーン電流を制御します。

(4) 間違いです。
可変容量ダイオードは「Variable Capacitance Diode」と言い、縮めて「バリキャップ」と呼ばれたりします。
可変容量ダイオードは逆方向電圧を加えて使用します。
逆方向電圧を加えるとダイオードのpn接合部には電子も正孔も無い「空乏層」が生じます。
この空乏層がコンデンサのような働きをします。
逆方向電圧を大きくすると空乏層が広がるため、平行平板電極コンデンサのように静電容量をC、誘電率をε、面積をS、距離をdとすると
C=ε×S/d
となるので空乏層が広がると静電容量は小さくなります。

(5) 間違いです。
サイリスタはpnpnと配列された4層構造をしており、アノード、カソード、ゲートを持つ3端子素子です。

よって答えは3番となります。

正解は3です。

1 .pn接合ダイオードは、それに順電圧を加えると電子が素子中をアノードからカソードヘ移動する2端子素子である。→誤りです。
pn接合ダイオードは、アノード（P側）に正電圧、カソード（N側）に負電圧をかけることを順電圧といい、この時、電気はカソード（N側）からアノード（P側）に移動します。

2 .LEDは、pn接合領域に逆電圧を加えたときに発光する素子である。→誤りです。
LEDは、順電圧をかけ、ホールと電子が結合するとき、電子のエネルギーが高い状態から低い状態になるエネルギーにより発光します。

3 .MOSFETは、ゲートに加える電圧によってドレーン電流を制御できる電圧制御形の素子である。→正しいです。
MOSFETは、トランジスタの一種で、動作速度が速い、駆動電力が小さい、大電流化が難しい等の特徴があります。
ゲートにプラス、ソースにマイナスの電圧を印加すると、ドレンからソースに電流が流れます。ゲートに印加する電圧により、ソース電流を変化させることができます。

4 .可変容量ダイオード（バリキャップ）は、加えた逆電圧の値が大きくなるとその静電容量も大きくなる2端子素子である。→誤りです。
可変容量ダイオード（バリキャップ）は、逆電圧をかけると、ホールはアノード（P側）に、電子はカソード（N側）に移動し、素子の中央に空乏層ができます。この状態はコンデンサと同じ状態で、逆電圧を大きくすると空乏層は広がります。
静電容量Cは、C = εS/d（ε:誘電率、S:電極面積、d:電極間隔）で定義されていることから、空乏層が広がることでdの電極間隔は広がるため、静電容量は小さくなります。

5 .サイリスタは、p形半導体とn形半導体の4層構造からなる4端子素子である。→誤りです。
サイリスタは、p形半導体とn形半導体の4層構造からなる3端子素子です。
交流電圧を整流し、ゲートパルスの位相を制御することにより、出力電流を制御します。大きな電流扱うことが可能等の特徴があります。