【電験三種：理論】令和６年度下期　問１１

概要

FETのことについて、全般的に問う論説問題です。
FETに関して幅広い知識を問われるため、難しい問題だと思われます。

キーワード
FET、JFET、MOSFET、エンハンスメント型、デプレッション型、N型、P型、キャリア

　

問題

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。

　

答え

(５)

　

解説テキスト　リンク

　

回答の解説

(1) 接合形とMOS形に分類することができる。
電界効果形トランジスタ（FET：Field Effect Transistor）は、
接合型（JFET：Junction FET）と、MOS形（MOSFET：Metal Oxide Semiconductor FET）の２種類に分類できます。

したがって、（１）は正しいです。

　

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(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。
FETには、N形とP形があります。
したがって、（２）は正しいです。

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(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。

$V_{GS}=0$のとき、$I_D$が流れるFETと、流れないFETの二種類があります。
$I_D$が流れるFETをデプレッション型、流れないFETをエンハンスメント型と呼びます。

したがって、（３）は正しいです。

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(4) ゲート電圧で自由電子又は正孔の移動を制御できる。
N形FETはゲート電圧で自由電子の移動を制御し、P形FETはゲート電圧で正孔の移動を制御します。
したがって、（４）は正しいです。

PMOSFETを例にします。
MOSFETはゲートに電源を接続して、－の電圧を印可すると、コンデンサのように酸化膜に－の電荷が溜まります。酸化膜の逆側には、＋の電荷が溜まっていきます。
溜まった＋電荷によって、ドレインとソースのP型半導体間にチャネルと呼ばれる電流が通る経路が形成されます

ドレイン－ソース間に電圧を印加することで、ソースからドレインに正孔が流れますので、電流は同じ流れとなりソースからドレインに流れます。
ゲート－ソース間電圧$V_{GS}$を変化させることで、チャネルのキャリア（－電荷）濃度を操作することができるため、ドレイン電流の電流量を変化させることができます。

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(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。
ゲート電圧$V_{GS}$が０Vのとき、ドレイン電流$I_D$が流れるFETをデプレッション型。
ゲート電圧$V_{GS}$が０Vのとき、ドレイン電流$I_D$が流れないFETをエンハンスメント型。
と呼びます。

また、N型FETの場合は$V_{GS}$を低くしていくと、P型FETの場合は$V_{GS}$を高くしていくと、電流が流れなくなる電圧があります。
この電圧をピンチオフ電圧（$V_p$）と呼びます。

日本語的にゲート電圧$V_{GS}=0$のときにドレイン電流$I_D$が流れる（デプレッション型）のことを指した問題なのか、ピンチオフ電圧$V_p$のことを指した問題なのか難しいところですが、いずれにせよ（５）は間違いです。

　

以上より、答えは（５）です。

　

出典元

一般財団法人電気技術者試験センター　（https://www.shiken.or.jp/index.html）
令和６年度下期　第三種電気主任技術者試験　理論科目Ａ問題問１１

参考書