半導体を流れる電流

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出典:第一級陸上無線技術士国家試験(平成27年1月)

半導体に流れる電流の流れる電流を求める問題です。
選択肢の式は複雑で覚えるのは難しいので要点だけ押さえましょう!

長さlの位置に注目!


流れやすさに影響するパラメータは以下のとおり5つあります。

  • 断面積 S
  • 長さ
  • 電子密度 σ
  • 電子の移動度 μ
  • 電圧 V

それぞれのパラメータの特性は次の表のようになります。

パラメータ電流が流れやすい電流が流れにくい
断面積 S
長さ l
電子密度 σ
電子の移動度 μ
電圧 V

半導体の長さだけがほかのパラメータと違いlが小さくなれば電流が流れやすくなります。

「1」の式はS、σ、μ、Vそれぞれ分子にあるので値を大きくすればI(電流)が大きくなります。
また、lは分母にあるので値を小さくればやはりIは大きくなります。よってこの式は正しそうです。

「2」の式はσが分母にあるため、σの値を大きくするとI(電流)が小さくなってしまいます。なので間違いです。

「3」の式も同じようにσとμが分母にあるため、σやμの値を大きくするとI(電流)が小さくなってしまい間違い。

「4」「5」の式も同じ考え方で間違えなのがわかります。

まとめ

半導体の長さlだけが電流と反比例するので、lだけが分母にくる式が正解

答え 1

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