半導体3【電験3種 理論】電界効果トランジスタ(FET)の記述の誤りを判定する!令和6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6年度下期 A問題11 エンハンスメント形はゲート電圧でチャネル形成(電圧0では導通なし)

今回は令和6年度下期 理論科目 A問題11を解説します。電界効果トランジスタ(FET)の分類や動作に関する5つの記述のうち、誤っているものを選ぶ問題です。

FETは接合形(JFET)とMOS形(MOSFET)に分類され、MOS形はさらにデプレション形とエンハンスメント形に分かれます。両者の違い(ゲート電圧0のときチャネルがあるか)が本問のポイントです。

出題のポイント

目次

令和6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6年度下期 A問題11 問題文
令和6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6年度下期 A問題11

 電界効果トランジスタ(FET)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)接合形とMOS形に分類することができる。
(2)ドレーンとソースとの間の電流の通路には、n形とp形がある。
(3)MOS形はデプレション形とエンハンスメント形に分類できる。
(4)ゲート電圧で自由電子又は正孔の移動を制御できる。
(5)エンハンスメント形はゲート電圧に関係なくチャネルができる。

ポイント解説:エンハンスメント形はゲート電圧でチャネル形成((5)が誤り)

FET(電界効果トランジスタ)は、ゲート電圧による電界でドレーン-ソース間のチャネルを流れる電流を制御する素子。大きく接合形(JFET)とMOS形(MOSFET)に分類され、チャネルにはn形・p形がある((1)(2)正)。ゲート電圧で自由電子または正孔の移動を制御する((4)正)。

MOS形はデプレション形とエンハンスメント形に分類できる((3)正)。デプレション形はゲート電圧0でもチャネルがあり電流が流れる。一方エンハンスメント形はゲート電圧0では導通路(チャネル)がなく、ゲート電圧を加えて初めてチャネルができる。よって(5)『エンハンスメント形はゲート電圧に関係なくチャネルができる』は誤り。

問題の解説

STEP1 正しい記述の確認

FETは接合形とMOS形に分類でき((1))、チャネルにn形・p形がある((2))。MOS形はデプレション形とエンハンスメント形に分類((3))。ゲート電圧で電子・正孔の移動を制御((4))。ここまで正しい。

STEP2 (5)の判定

ゲート電圧に関係なくチャネルがあるのはデプレション形。エンハンスメント形はゲート電圧0では導通路がなく、ゲート電圧で初めてチャネルができる。よって(5)が誤り。

STEP3 結論

誤っているのは(5)

答え:(5)

💡 覚え方
デプレション形:ゲート電圧0でもチャネルあり。エンハンスメント形:ゲート電圧でチャネル形成(0では導通なし)。

⚠️ よくある間違い
エンハンスメント形とデプレション形を取り違えない。『ゲート電圧に関係なくチャネル』はデプレション形の特徴。

まとめ

(1)〜(4)正(FETの基本分類・動作)
デプレション形ゲート電圧0でもチャネルあり
エンハンスメント形ゲート電圧でチャネル形成
誤り(5)

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