第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第53問
電子工学第31回午前
第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第53問(電子工学)の正答は 5 です。LEDの順方向電圧は整流用ダイオードより高く(c)、フォトダイオードの光電流はアノードから流出する向き(逆方向電流、d)で、入射光が強いほど増加する(e)。
問題
正しいのはどれか。
a.LED の発光強度は加えた電圧に比例する。
b.LED の発光波長は流した電流に比例する。
c.LED の順方向電圧は整流用ダイオードよりも高い。
d.フォトダイオードの出力電流はアノードから流出する方向に流れる。
e.フォトダイオードの出力電流は入射光が強くなると増加する。
- 1. a、b、c
- 2. a、b、e
- 3. a、d、e
- 4. b、c、d
- 5. c、d、e ✓
正答:5番
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解説
■ 正答:5番 — c、d、e
LEDの順方向電圧は整流用ダイオードより高く(c)、フォトダイオードの光電流はアノードから流出する向き(逆方向電流、d)で、入射光が強いほど増加する(e)。正しいのはc・d・eで選択肢5が正答。
【各選択肢の解説】
a. LEDの発光強度は加えた電圧に比例する。
❌ 誤り。発光強度は順方向電流にほぼ比例する(電圧ではない)。
❌ 誤り。発光強度は順方向電流にほぼ比例する(電圧ではない)。
b. LEDの発光波長は流した電流に比例する。
❌ 誤り。発光波長は半導体材料のバンドギャップで決まり、電流に依存しない。
❌ 誤り。発光波長は半導体材料のバンドギャップで決まり、電流に依存しない。
c. LEDの順方向電圧は整流用ダイオードよりも高い。
✅ 正しい。LEDのVfは約1.5〜3.5Vでシリコン整流用ダイオード(約0.6〜0.7V)より高い。
✅ 正しい。LEDのVfは約1.5〜3.5Vでシリコン整流用ダイオード(約0.6〜0.7V)より高い。
d. フォトダイオードの出力電流はアノードから流出する方向に流れる。
✅ 正しい。光電流は逆方向電流(カソード→アノード内部)で、外部回路ではアノードから流出する向きになる。
✅ 正しい。光電流は逆方向電流(カソード→アノード内部)で、外部回路ではアノードから流出する向きになる。
e. フォトダイオードの出力電流は入射光が強くなると増加する。
✅ 正しい。光電流は入射光強度にほぼ比例する。
✅ 正しい。光電流は入射光強度にほぼ比例する。
よって正しいのはc・d・e → 選択肢5が正答。
【試験対策ポイント】
LED:順方向電流で発光、強度∝電流、波長∝バンドギャップ(材料で決定)、Vfは整流ダイオードより高い。フォトダイオード:逆バイアスで使用、光電流∝入射光強度、応答が速い。太陽電池は同じpn接合の光起電力利用。
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