電験三種 H25年 理論 問11(シリコンと半導体)

電験三種 H25年 理論 問11(シリコンと半導体)

問 11
次の文章は、不純物半導体に関する記述である。

極めて高い純度に精製されたケイ素(Si)の真性半導体に、微量のリン(P)、ヒ素(As)などの (ア)価の元素を不純物として加えたものを(イ)形半導体といい、このとき加えた不純物を (ウ)という。

ただし、Si、P、Asの原子番号は、それぞれ14,15,33である。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)及び(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。

ここをクリックで解答の表示・非表示

解 答

ケイ素(シリコン)は価電子=4価の元素で、半導体の材料として非常によく使われます。

ケイ素を高い純度に精製したものは、電気を通しません。

このケイ素にごく少量の不純物を加えることで、半導体ができあがります。

不純物として、5価のリン(P)、ヒ素(As)などを加えると電子が移動するので電流が流れます。

この半導体を負(negative)の電荷である電子が、電気を伝えるので「N形半導体」といいます。

5価の元素は電子を供給するので「ドナー」と呼ばれます。

また、不純物として、3価のホウ素(B)、ガリウム(Ga)などを加えた半導体を「P形半導体」といいます。

3価の元素は、電子を受け入れるので「アクセプタ」と呼ばれます。「P形半導体」は正孔がキャリアとして働きます。

電流を運ぶ役目をする電子や正孔のことを「キャリア」といいます。

正解は(5)