thumbnail 一問一答の一歩

問題1

ケイ素Siの一部にリンPを混ぜることにより-の電子が余っている状態の半導体のことは何と呼ばれるか

n型半導体が正解です

n型半導体のnはnegetiveつまりマイナスを示しています。-の電子が多いからマイナスになると覚えると理解しやすいです。
なお、p型半導体はn型半導体の仕組みとは反対の仕組みで動いており、ケイ素にホウ素Bを混ぜることにより-の電子が少ない状態つまり、+の電子が流れているようなイメージができるため、positiveつまり+と考えることができます。

問題2

バイポーラトランジスタの3つのパーツに当てはまらないものはどれか

ゲートが正解です

バイポーラトランジスタの3つのパーツはベース,コネクタ、エミッタの3つのパ-ツで構成されています。各単語の原義は以下の通りです。

  • Bese(ベース):基礎
  • connector(コネクタ):繋げる
  • emitter(エミッタ):放出する
バイポ-ラトランジスタの大まかな仕組みとしてはベースに電流を流すと、トランジスタ内の電気抵抗が弱くなり、電気回路が繋がったコネクタ部分から放出される部分であるエミッタに電気が流れるようになります。
トランジスタが小さな電流を流すことによって大きな電流を得る装置であるため、ベースに流した小さな電流が基礎となって他の部分に大きな電流が流れることからベース、コネクタ、エミッタと呼ばれています。
また、ゲートは電界効果トランジスタのパーツです。

問題3

電界効果トランジスタのパーツに当てはまらないものはどれか

ベースが正解です

電界効果トランジスタのパーツはゲート、ソース、ドレーン、バックゲートの4つて構成されています。それぞれの単語の原義は以下の通りです。

  • ・Gate(ゲート):門
  • ・Source(ソ-ス):源泉
  • ・Drain(ドレ-ン):流し出す
  • ・Backgate(バックゲート):裏門
大まかな仕組みとしては、電子が源泉であるソ-スから流し出す場所であるドレ-ンに流れており、門となるゲートやバックゲートに電気を流すことによって門がしまって電気が流れにくくなるように出来ています。
なお、ベースは(バイポーラ)トランジスタのパーツです。

問題4

金属、ハロゲン化物に電子を衝突させると表面から新エネルギーが放出されることを何というか

2次電子放出が正解です

熱電子放出は金属の加熱の熱エネルギーによって電子が放出されること、光電子放出は物質に当たった光エネルギーによって電子が放出されることです。

問題5

電界効果トランジスタの二つの形に当てはまらず、運用上半導体に常に電流が流れているのは何型トランジスタの特徴か

バイポーラ型が正解です

半導体は混ぜた不純物の種類によりp型半導体、n型半導体に別れているとされています。
バイポーラ型のトランジスタはどちらか一つの種類の半導体を別の種類の半導体でサンドイッチ状にして、各半導体に導線を繋いだ構造になっています。
これを利用するには真ん中に挟まっている半導体からどちらか片方の別な半導体に電流を流す必要があります バイポーラ型のトランジスタの特徴は比較的大きめの電流を流すことが出来るメリットがあります。
また、他の選択肢であるMOS型と接合型は両方とも電界効果トランジスタに分類されます

問題6

トランジスタの電流伝達特性とはコレクタ電流はベース電流( )である。()に当てはまるのは何か

(に比例)が正解です

べ-ス電流はコネクタ~エミッタ間の抵抗を小さくするゲートのような働きがあります。
べ-ス電流が上がると、それに応じてコネクタ~エミッタ間の抵抗が下がるため、比例してコネクタ~エミッタ電流が増加します。
また、他の選択肢については以下の通りです。

  • 入力特性……一定以上で大電流を示す特性
  • 電流伝達特性……無関係を示す特性

問題7

トランジスタの入力特性とはベース電流はベース電圧( )である。( )に当てはまるのは何か

(が一定以上で大電流)が正解です

ベース電圧とベース電流のみの回路を取り出すと、pn接合が一つだけの順電圧の電気回路と同じであるといえます。
ダイオ-ドは順電圧をかけるとある電圧を境にして、急激に大電流を流します。
また、他の特性を示すと以下の通りです

  • 電流伝達特性……比例を示す特性
  • 電流伝達特性……無関係を示す特性

問題8

トランジスタの帰還電圧特性とはベース・エミッタ電圧はコレクタ・エミッタ電圧( )である。( )に当てはまるのは何か

(に無関係)が正解です

電気回路は先に電圧と抵抗が決定されており、その結果に応じて電流が決定されています。
そのため、トランジスタの抵抗が変わっても、変化するのは電流であり、電圧が変わることはないため無関係になっていると私は理解しています。
また、他の選択肢に関しては以下の通りになっています。

  • 電流伝達特性……比例を示す特性
  • 入力特性……一定以上で大電流を示す特性

問題9

可変容量ダイオードでは逆電流が大きいと静電容量はどうなるか

小さくなるが正解です

ダイオードに逆方向の電圧を流すと、空乏層ができます。それができているのは電子をせき止めている状態とほぼ同じであるといえるので、実質電子を貯めるコンデンサと同じ状態であるといえます。
しかし、ダイオードに逆方向の大きな電圧をかけた場合は、急激に大きな電流が流れるようになります。
これは電子を貯めるという点では電気を貯められなくなったといえるため、静電容量に小さくなるといえます。

問題10

発光ダイオードの電圧降下

2Vが正解です

LEDは効率がいいので電圧降下が小さいです。10Vは電気浴槽の電圧(法規)、30Vは電気用品の最低電圧(法規)です。