電験三種 R5年度下期 理論 問11 問題と解説

　問 題　　　　　

FETは、半導体の中を移動する多数キャリアを(　ア　)電圧により生じる電界によって制御する素子であり、接合形と(　イ　)形がある。次の図記号は接合形の(　ウ　)チャネルFETを示す。

上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)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)

1. ゲート　　　MOS　　n
2. ドレイン　　MSI　　 p
3. ソース　　　DIP　　 n
4. ドレイン　　MOS　　p
5. ゲート　　　DIP　　 n

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

FETはField-Effect Transistorの略で、直訳すると「電界効果トランジスタ」となり、D(ドレーン、ドレイン)、S(ソース)、G(ゲート)という3つの要素で構成されます。

FETの仕組みは、G(ゲート)に生じる電圧を大きくしたり小さくしたりすることによって、半導体の中を移動する多数キャリア(正孔または電子)を制御し、D(ドレーン)からS(ソース)へ流れる電流の大きさを調節するというものです。

よって、(　ア　)には「ゲート」が入ります。

FETには大きく分けて接合形とMOS形がありますが、それぞれ次のような違いがあります。

• 接合形FET：G(ゲート)に逆バイアス電圧をかけることで、チャネルの幅を変化させ、D(ドレーン)－S(ソース)間を流れる電流の大きさを調節します。
• MOS形FET：G(ゲート)に電圧をかけることで、チャネルの導電性を制御し、D(ドレーン)－S(ソース)間を流れる電流の大きさを調節します。

よって、(　イ　)には「MOS」が入ります。

また、接合形FETにもMOS形FETにもそれぞれ、nチャネルのものとpチャネルのものがあります。

• nチャネルのnはnegativeの頭文字なので、負の電気をもつ「電子」が多数キャリアとなります。
• pチャネルのpはpositiveの頭文字なので、正の電気をもつ「正孔」が多数キャリアとなります。

ここで、これら計4種類(2×2)のFETは、下図のように図示することで区別されます。

よって、問題に描かれている図はnチャネル接合形FETなので、(　ウ　)には「n」が入ります。

以上から、

• (ア)：ゲート
• (イ)：MOS
• (ウ)：n

となるので、正解は(1)です。