半導体11【電験3種 理論】半導体の性質（拡散電流・ドリフト電流・化合物半導体）の正誤を判定する！令和3年度 A問題11 完全解説

今回は令和3年度 理論科目 A問題11を解説します。半導体の性質に関する5つの記述のうち、正しいものを選ぶ問題です。

拡散電流・ドリフト電流、単元素/化合物半導体、不純物と抵抗率、光や熱によるキャリヤの生成など、半導体の基本を押さえれば判別できます。

出題のポイント

令和3年度 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 【電子理論（半導体等）】 令和3年度 A問題11

　半導体に関する記述として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）ゲルマニウム(Ge)やインジウムリン(InP)は単元素の半導体であり、シリコン(Si)やガリウムヒ素(GaAs)は化合物半導体である。
（2）半導体内でキャリヤの濃度が一様でない場合、拡散電流の大きさはそのキャリヤの濃度勾配にほぼ比例する。
（3）真性半導体に不純物を加えるとキャリヤの濃度は変わるが、抵抗率は変化しない。
（4）真性半導体に光を当てたり熱を加えたりしても電子や正孔は発生しない。
（5）半導体に電界を加えると流れる電流はドリフト電流と呼ばれ、その大きさは電界の大きさに反比例する。

ポイント解説：拡散電流は濃度勾配に比例（(2)が正しい）

半導体の電流には、電界による『ドリフト電流』（電界に比例）と、濃度差による『拡散電流』（濃度勾配に比例）がある。(2)は拡散電流が濃度勾配に比例するという正しい記述。

他は誤り：(1)単元素半導体はSi・Ge、化合物半導体はGaAs・InP（分類が逆）。(3)不純物を加えると抵抗率は下がる（変化する）。(4)光や熱で電子-正孔対が生成する。(5)ドリフト電流は電界に比例（反比例ではない）。

問題の解説

STEP1　(2)が正しい理由

キャリヤ濃度に勾配があると、濃度の高い方から低い方へキャリヤが拡散し拡散電流が流れる。その大きさは濃度勾配にほぼ比例する。(2)は正しい。

STEP2　他の選択肢の誤り

(1)Si・Geが単元素、GaAs・InPが化合物半導体（逆）。(3)不純物添加で抵抗率は低下。(4)光・熱で電子-正孔対が生成。(5)ドリフト電流は電界に比例（反比例は誤り）。

STEP3　結論

正しいのは(2)。

答え：(2)

まとめ

拡散電流	濃度勾配に比例（(2)正）
ドリフト電流	電界に比例
単元素/化合物	Si・Ge/GaAs・InP
答え	(2)

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