半導体20【電験3種 理論】半導体集積回路IC(MOS IC・CMOS・モノリシック/ハイブリッド)の誤りを判定する!平成24年度 A問題11 完全解説

電験3種 理論科目【電磁気(半導体等)】平成24年度 A問題11 誤りは(3):CMOS ICはnチャネルとpチャネル両方のMOSFETを用いる

今回は平成24年度 理論科目 A問題11を解説します。半導体集積回路(IC)に関する5つの記述のうち、誤っているものを選ぶ問題です。

MOS IC・CMOS IC・モノリシック/ハイブリッドIC・アナログICなどの用語を整理します。CMOS(相補型MOS)はnチャネルとpチャネルの両方のMOSFETを組み合わせる点がポイントで、『nチャネルのみ』という記述が誤りです。

出題のポイント

目次

平成24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 半導体等 平成24年度 A問題11 問題文
平成24年度 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)】 平成24年度 A問題11

 半導体集積回路(IC)に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)MOS ICは、MOSFETを中心としてつくられたICである。
(2)ICを構造から分類すると、モノリシックICとハイブリッドICに分けられる。
(3)CMOS ICは、nチャネルMOSFETのみを用いて構成されるICである。
(4)アナログICには、演算増幅器やリニアICなどがある。
(5)ハイブリッドICでは、絶縁基板上に、ICチップや抵抗、コンデンサなどの回路素子が組み込まれている。

ポイント解説:誤りは(3)—CMOSはnチャネルとpチャネル両方を用いる

CMOS(相補型MOS:Complementary MOS)は、nチャネルMOSFETとpチャネルMOSFETを組み合わせて(相補的に)構成するICで、消費電力が小さいのが特長。(3)は『nチャネルMOSFETのみを用いて構成される』としており、pチャネルを無視しているので誤り。よって答えは(3)。

他は正しい:(1)MOS ICはMOSFETを中心につくられたIC。(2)ICは構造からモノリシックIC(1枚のチップ上に集積)とハイブリッドIC(基板上に複数素子を組み込む)に分類できる。(4)アナログICには演算増幅器(オペアンプ)やリニアICがある。(5)ハイブリッドICは絶縁基板上にICチップ・抵抗・コンデンサなどを組み込んだもの。

問題の解説

STEP1 (3)が誤りの理由

CMOSはnチャネルとpチャネルの2種類のMOSFETを相補的に使う。『nチャネルのみ』は誤り。選択肢の『のみ』はしばしば誤りの目印。

STEP2 他の選択肢の確認

(1)MOS IC=MOSFET中心(正)。(2)モノリシック/ハイブリッドの分類(正)。(4)アナログIC=オペアンプ・リニアIC(正)。(5)ハイブリッドICの構成(正)。

STEP3 結論

誤っているのは(3)

答え:(3)

💡 覚え方
CMOS=nチャネル+pチャネル(相補型・低消費電力)。IC分類=モノリシック/ハイブリッド。アナログIC=オペアンプ・リニアIC。

⚠️ よくある間違い
CMOSはnチャネル『のみ』ではない(pチャネルも使う)。『のみ』『すべて』は誤りのサインになりやすい。

まとめ

(3)誤りCMOSはnチャネル+pチャネル両方
(1)(2)MOS IC・モノリシック/ハイブリッド(正)
(4)(5)アナログIC・ハイブリッドIC(正)
答え(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・MOSFETの動作(半導体14):【理論】平成30年度 A問題11

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