第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第51問

半導体の正しい記述はｄとｅ。ｄ：Si価電子は熱エネルギーで自由電子になる（真性半導体の導電）。ｅ：ダイオードの逆方向電圧を上げるとある電圧で急に電流が流れる（降伏＝ツェナー/なだれ）。この2つを含む5番が正答。

【各選択肢の解説】

ａ．真性半導体にホールを供給する不純物をドナーという。
❌ 誤り。ホール（正孔）を供給する3価不純物はアクセプタ。ドナーは電子を供給する5価不純物。

ｂ．真性半導体に5価の原子を微量注入したものをp形半導体という。
❌ 誤り。5価（ドナー）を加えると電子過剰のn形。p形は3価（アクセプタ）を加える。

ｃ．Siの結晶は隣り合う原子同士が金属結合している。
❌ 誤り。Si結晶は共有結合（各原子が4個の価電子を共有）。金属結合ではない。

ｄ．Si原子の最外殻電子は外部から熱を与えられると自由電子になる。
✅ 正しい。熱エネルギーで価電子帯の電子が伝導帯へ励起され自由電子（と正孔）になる。

ｅ．ダイオードに印加する逆方向電圧を高くすると、ある電圧で急激に電流が流れる。
✅ 正しい。降伏電圧を超えるとツェナー降伏・なだれ降伏で電流が急増（ツェナーダイオードの原理）。

よって正しいのはｄ・ｅ → 5番。

【試験対策ポイント】

• Siは共有結合の4価元素。熱・光で電子正孔対を生成（真性半導体）。
• 降伏（ブレークダウン）：逆方向で急に導通。ツェナーダイオードは定電圧素子に応用。
• 「5価＝ドナー＝n形」「3価＝アクセプタ＝p形」をセットで暗記。