半導体5【電験3種 理論】FETの制御方式と接合形nチャネルの図記号を判別する!令和5年度下期 A問題11 完全解説

電験3種 理論科目【電磁気(半導体等)】令和5年度下期 A問題11 FETはゲート電圧の電界で制御、接合形とMOS形、図記号はnチャネル

今回は令和5年度下期 理論科目 A問題11を解説します。FET(電界効果トランジスタ)の制御方式や分類、そして図記号が接合形のnチャネルかpチャネルかを判別する穴埋め問題です。

FETはゲート電圧で生じる電界で多数キャリヤを制御する素子で、接合形とMOS形に分類されます。図記号のゲート矢印の向きで、nチャネル(内向き)かpチャネル(外向き)かを見分けます。

出題のポイント

目次

令和5年度下期 理論科目 A問題11:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 理論科目 半導体等 令和5年度下期 A問題11 問題文
令和5年度下期 理論科目 A問題11 問題文

電験3種 理論科目 【電子理論(半導体等)】 令和5年度下期 A問題11

 FETは、半導体の中を移動する多数キャリヤを(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。上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MOSn
(2)ドレインMSIp
(3)ソースDIPn
(4)ドレインMOSp
(5)ゲートDIPn
図 接合形nチャネルFETの図記号(問題図)
図 接合形nチャネルFETの図記号(問題図)

ポイント解説:FETはゲート電圧の電界で制御、接合形とMOS形、図記号はnチャネル

FET(電界効果トランジスタ)は、ゲートに加えた電圧によって生じる電界で、チャネルを流れる多数キャリヤ(電流)を制御する電圧制御素子。よって(ア)=ゲート。FETは接合形(JFET)とMOS形(MOSFET)に分類されるので、(イ)=MOS。

図記号のゲート(横から入る矢印)の向きで、nチャネルかpチャネルかを判別する。矢印がチャネルに向かって内向きならnチャネル、外向きならpチャネル。問題図は矢印が内向きなのでnチャネル。よって(ウ)=n。

問題の解説

STEP1 (ア) 制御方式

FETはゲート電圧で生じる電界で多数キャリヤを制御する電圧制御素子。(ア)=ゲート。

STEP2 (イ) 分類

FETは接合形(JFET)とMOS形(MOSFET)に分類される。(イ)=MOS。

STEP3 (ウ) チャネルの判別

図記号のゲート矢印が内向き(チャネルに向かう)なのでnチャネル。(ウ)=n。よって(ア)ゲート・(イ)MOS・(ウ)nの(1)

答え:(1)

💡 覚え方
FETはゲート電圧(電界)で制御。接合形とMOS形。図記号:ゲート矢印が内向き=nチャネル、外向き=pチャネル。

⚠️ よくある間違い
FETはゲートで制御(ドレイン・ソースではない)。図記号の矢印の向きでn/pチャネルを判別する。

まとめ

(ア)ゲート(電界で制御)
(イ)MOS(接合形とMOS形)
(ウ)n(矢印内向き)
答え(1)

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