令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 理論(電気技術者試験センター)問11
理論
電界効果トランジスタに関する問題
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電界効果トランジスタ(FET)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接合形とMOS形に分類することができる。
- 2ドレーンとソースとの間の電流の通路には,n形とp形がある。
- 3MOS形はデプレション形とエンハンスメント形に分類できる。
- 4ゲート電圧で自由電子又は正孔の移動を制御できる。
- 5エンハンスメント形はゲート電圧に関係なくチャネルができる。
答えと解説
✓ これが正解5エンハンスメント形はゲート電圧に関係なくチャネルができる。
解説
エンハンスメント形はゲート電圧を加えて初めてチャネルができます。
電界効果トランジスタ(FET)は、ゲートに加える電圧でつくる電界により、ドレーンとソースの間の電流の通り道(チャネル)を制御する素子です。電流を運ぶのは自由電子か正孔のどちらか一方で、ベース電流で制御するバイポーラトランジスタとは仕組みが違います。
構造の面では、ゲートとチャネルの間をpn接合で隔てる接合形と、酸化膜(絶縁膜)で隔てるMOS形に分類できます。チャネルには自由電子が流れるn形と、正孔が流れるp形があります。MOS形はさらに、ゲート電圧が零でもチャネルがあるデプレション形と、ゲート電圧が零ではチャネルがなく、ある大きさ以上のゲート電圧を加えたときに初めてチャネルができるエンハンスメント形に分けられます。
したがって、エンハンスメント形はゲート電圧に関係なくチャネルができるという記述が誤りです。そのほかの記述は、FETの分類、チャネルの種類、電圧で電荷の運び手を制御する仕組みをそれぞれ正しく述べています。
エンハンスメントは強める・増やす、デプレションは減らす、という語の意味と、ゲート電圧が零のときにチャネルがあるかないかを結びつけて覚えると区別しやすくなります。
ほかの選択肢の解説
- 1接合形とMOS形に分類することができる。:接合形とMOS形に分類できるという記述は正しい内容です。ゲートとチャネルの間をpn接合で隔てるか、酸化膜で隔てるかという構造の違いによる分け方です。
- 2ドレーンとソースとの間の電流の通路には,n形とp形がある。:ドレーンとソースの間の通路にn形とp形があるという記述は正しく、nチャネルでは自由電子、pチャネルでは正孔が電流を運びます。誤りを選ぶ問なので当てはまりません。
- 3MOS形はデプレション形とエンハンスメント形に分類できる。:MOS形を二つに分ける記述は正しい内容です。電圧を加えない状態で通り道がもともとある形と、ない形の区別で、どちらもMOS形の代表的な種類です。
- 4ゲート電圧で自由電子又は正孔の移動を制御できる。:ゲート電圧で自由電子や正孔の動きを制御するという記述は、電圧で電流を制御するFETの基本の働きそのもので、正しい内容です。
出典:令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 理論 問11(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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