令和8年度上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
不純物半導体に関する問題
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次の文章は，不純物半導体に関する記述である。価電子が［(ア)］個のシリコン（Si）をきわめて高い純度に精製した真性半導体に，価電子が［(イ)］個のホウ素（B）などを不純物としてわずかに加えることによって［(ウ)］形半導体がつくられる。このとき加えた不純物を［(エ)］という。上記の記述中の空白箇所(ア)～(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。
| (ア) | (イ) | (ウ) | (エ) | |
|---|---|---|---|---|
| (1) | 4 | 5 | n | ドナー |
| (2) | 4 | 3 | p | アクセプタ |
| (3) | 5 | 4 | n | アクセプタ |
| (4) | 4 | 3 | p | ドナー |
| (5) | 5 | 4 | p | アクセプタ |
- 1(ア) 4 (イ) 5 (ウ) n (エ) ドナー
- 2(ア) 4 (イ) 3 (ウ) p (エ) アクセプタ
- 3(ア) 5 (イ) 4 (ウ) n (エ) アクセプタ
- 4(ア) 4 (イ) 3 (ウ) p (エ) ドナー
- 5(ア) 5 (イ) 4 (ウ) p (エ) アクセプタ
答えと解説
✓ これが正解2(ア) 4 (イ) 3 (ウ) p (エ) アクセプタ
解説
価電子4個のSiに価電子3個のBを加えるとp形、Bはアクセプタです。
不純物半導体の性質は、加える不純物の価電子（いちばん外側にあって原子どうしの結合に関わる電子）の数で決まります。シリコン（Si）の価電子は4個で、(ア)は4です。真性半導体のシリコンでは、各原子が4個の価電子でまわりの4個の原子と共有結合をつくっています。
ホウ素（B）の価電子は3個で、(イ)は3です。Siの結晶にBが入ると、まわりの4個のSiと結合をつくるのに電子が1個足りず、正孔（ホール）ができます。正孔が主な電荷の運び手になるので、正（positive）を表すp形半導体です。(ウ)はpです。このように電子を受け取る不純物をアクセプタといい、(エ)はアクセプタです。
反対に、価電子5個の不純物を加えると電子が1個余って自由に動ける電子となり、n形半導体になります。こちらの不純物は電子を与えるのでドナーと呼びます。
したがって4・3・p・アクセプタの組合せが正解です。3個はp形でアクセプタ（受け取る）、5個はn形でドナー（与える）、と価電子の数と呼び名を対で覚えると見分けられます。
ほかの選択肢の解説
- 1(ア) 4 (イ) 5 (ウ) n (エ) ドナー：(イ)を5個、(ウ)をn、(エ)をドナーとする組合せは、価電子5個の不純物を加えた場合の説明です。ホウ素の価電子は3個なので、問の記述には当てはまりません。
- 3…n (エ) アクセプタ：(ア)のシリコンの価電子を5個、(イ)のホウ素を4個としている点が誤りです。さらに(ウ)のn形と(エ)のアクセプタの組合せも対応がずれていて、アクセプタを加えてできるのはp形です。
- 4…ドナー：(ア)の4、(イ)の3、(ウ)のpまでは合っていますが、(エ)のドナーが誤りです。ホウ素は電子を1個受け取って正孔をつくる不純物なので、受け取る側を意味するアクセプタと呼びます。
- 5…p (エ) アクセプタ：(ウ)のpと(エ)のアクセプタは合っていますが、(ア)の価電子を5個、(イ)を4個とした点が誤りです。シリコンは4個、ホウ素は3個で、1個少ないことが正孔のでき方の出発点です。
出典：令和8年度上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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