半導体24【電験3種 理論】半導体の性質（真性半導体・不純物半導体・n形とp形）の誤りを判定する！平成21年度 A問題11 完全解説

今回は平成21年度 理論科目 A問題11を解説します。真性半導体・不純物半導体・n形とp形・電気伝導度と温度に関する5つの記述のうち、誤っているものを選ぶ問題です。

不純物の族（Ⅲ族＝3価／Ⅴ族＝5価）と、できる半導体の型（p形／n形）の対応が最大のポイントです。Ⅴ族（5価）を加えるとn形になります。

出題のポイント

平成21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）】 平成21年度 A問題11

　半導体に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。

（1）シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)の真性半導体においては、キャリヤの電子と正孔の数は同じである。
（2）真性半導体に微量のⅢ族又はⅤ族の元素を不純物として加えた半導体を不純物半導体といい、電気伝導度が真性半導体に比べて大きくなる。
（3）シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)の真性半導体にⅤ族の元素を不純物として微量だけ加えたものをp形半導体という。
（4）n形半導体の少数キャリヤは正孔である。
（5）半導体の電気伝導度は温度が下がると小さくなる。

ポイント解説：誤りは(3)—Ⅴ族（5価）を加えるとn形半導体

真性半導体（Si・Ge）に加える不純物の族と、できる半導体の型の対応：Ⅴ族（5価、ドナー）→n形（多数キャリヤは電子）、Ⅲ族（3価、アクセプタ）→p形（多数キャリヤは正孔）。(3)は『Ⅴ族を加えたものをp形半導体という』としており、n形とすべきところを誤っている。よって答えは(3)。

他は正しい：(1)真性半導体では電子と正孔の数は等しい。(2)不純物を加えるとキャリヤが増え、電気伝導度は真性半導体より大きくなる。(4)n形半導体の多数キャリヤは電子、少数キャリヤは正孔。(5)半導体は温度が下がるとキャリヤが減り電気伝導度は小さくなる（金属とは逆の傾向）。

問題の解説

STEP1　(3)が誤りの理由

Ⅴ族（5価）はドナーで、加えるとn形半導体になる。p形になるのはⅢ族（3価）を加えたとき。(3)は型が逆で誤り。

STEP2　他の選択肢の確認

(1)真性半導体は電子＝正孔の数（正）。(2)不純物添加で電気伝導度↑（正）。(4)n形の少数キャリヤは正孔（正）。(5)半導体は温度↓で電気伝導度↓（正）。

STEP3　結論

誤っているのは(3)。

答え：(3)

まとめ

(3)誤り	Ⅴ族→n形（p形ではない）
(1)	真性半導体は電子＝正孔（正）
(2)(4)	不純物で伝導度↑・n形少数は正孔（正）
(5)	半導体は温度↓で伝導度↓（正）
答え	(3)

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