令和5年度 秋期 午前 問21

✓ これが正解ウ金属と半導体との間に酸化物絶縁体を挟んだ構造をもつことが特徴の半導体素子

解説

名前の三つの頭文字が構造そのものです。

設問は、MOS トランジスタの説明として適切なものを選ばせています。手がかりは名称そのものにあります。MOS は金属と酸化物と半導体の頭文字を並べたもので、この三つがどう重なっているかが、そのまま構造の説明になります。制御用の電極が金属、その下に敷かれた絶縁の層が酸化物、いちばん下の基板が半導体です。電極に電圧を掛けると、絶縁の層を隔てた向こう側の半導体に電流の通り道ができ、電圧の掛け方だけで流れを開け閉めできます。絶縁の層を挟んでいるため電極の側にはほとんど電流が流れず、待機しているときの消費電力が小さく済みます。この性質から、集積回路の基本となる半導体素子として広く使われるようになりました。正解は、金属と半導体との間に酸化物絶縁体を挟んだ構造をもつことが特徴だと述べた記述です。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• アpn 接合における電子と正孔の再結合によ…：pn 接合で電子と正孔が再び結び付くときに光を放つという性質を利用した素子の説明です。光を送り出す働きを述べており、電圧の掛け方で電流の通り道を開け閉めする仕掛けとは別のものを指しています。
• イpn 接合部に光が当たると電流が発生する…：同じ pn 接合でも、光が当たったときに電流が生じる側の性質を述べた記述です。光を受け取って電気に変える素子であり、電圧で流れを制御するために作られたものとは向きが逆になっています。
• エ逆方向電圧をある電圧以上印加すると，電流…：逆方向へ加える電圧がある値を超えると、電圧をほぼ一定に保ったまま電流だけが増えるという特性の記述です。一定の電圧を作り出す用途に使われる素子で、電流の通り道を開閉する働きではありません。