78PM66｜第78回診療放射線技師国家試験過去問

半導体で正しいのはどれか。2 つ選べ。

2つ選択

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正解: 3・4

正答

3．n型半導体に添加する不純物はドナーである。
4．真性半導体は温度が高くなると抵抗率が低下する。

半導体では、真性半導体と不純物半導体の違いを理解することが重要です。

特に、次の対応を押さえます。

この問題では、正しい選択肢は 3と4 です。

Si、つまりシリコンは4価の元素です。
ここに5価の不純物であるAs、P、Sbなどを添加すると、余分な電子が生じます。
この電子が電気伝導に関与するため、n型半導体になります。

このように、電子を供給する不純物を ドナー といいます。

一方、p型半導体を作るには、B、Al、Gaなどの3価不純物を添加します。
3価不純物では電子が不足するため、正孔が生じます。

また、真性半導体では、温度が高くなると熱エネルギーによって電子と正孔が増えます。
キャリア数が増えると電気を流しやすくなるため、導電率は上昇し、抵抗率は低下します。

1．SiにAsを添加するとp型になる。
誤りです。
Asは5価不純物です。
4価のSiに5価のAsを添加すると、余分な電子が生じるため、p型ではなくn型半導体になります。
p型にするには、BやAlなどの3価不純物を添加します。

2．真性半導体のキャリアは正孔が主である。
誤りです。
真性半導体では、熱によって電子と正孔が対になって発生します。
そのため、電子と正孔の数は等しく、どちらか一方が主というわけではありません。
正孔が主になるのはp型半導体です。

3．n型半導体に添加する不純物はドナーである。
正しいです。
n型半導体では、電子を供給する5価不純物を添加します。
この不純物をドナーといいます。
電子が多数キャリアとなるため、n型半導体になります。

4．真性半導体は温度が高くなると抵抗率が低下する。
正しいです。
温度が高くなると、熱励起によって電子と正孔が増えます。
キャリア数が増えるため導電率が上昇し、抵抗率は低下します。

5．不純物半導体は真性半導体と比較して導電率が低い。
誤りです。
不純物半導体では、ドナーやアクセプタを添加してキャリア数を増やします。
そのため、一般に真性半導体より導電率は高くなります。

半導体は、次のように整理します。

この問題は2つ選ぶ問題です。
正しい選択肢は、
3．n型半導体に添加する不純物はドナーである。
4．真性半導体は温度が高くなると抵抗率が低下する。
です。