医用工学半導体

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問題一覧

pn接合されると、電位障壁が形成される。

⭕️

真性半導体に少量の( a: ヒ素/ホウ素 )を加えると、n型半導体になる。

ヒ素

半導体の抵抗値は温度によって変化する。

⭕️

真性半導体は電子と正孔の数が同数である。

⭕️

電子の存在確率がちょうど半分となるエネルギー準位を( a: ボース/フェルミ )準位と呼ぶ。

フェルミ

シリコンやゲルマニウムの結晶に( a: 不純物/キャリア )を加えたものを( a )半導体と呼び、( b: 4/5 )価の元素を( a )として加えたものを特に( c: n/p )型半導体と呼ぶ。

不純物, 5, n

n型半導体の多数、少数キャリアで正しい組み合わせはどれ。

多数キャリア: 電子　　　　少数キャリア: 正孔

n型半導体に含まれる不純物を( a: ドナー/キャリア )と呼ぶ。

ドナー

半導体内の自由電子をキャリアと呼ぶ。

⭕️

純粋なSiやGeの結晶で出来たものを( a: 真性/仮性 )半導体と呼ぶ。

真性

不純物半導体の中にn型半導体とp型半導体がある。

⭕️

p型半導体は、不純物半導体の中でも、不純物として( a: 3/5 )価の元素を加えている。一方n型半導体は、不純物として( b: 3/5 )価の元素を加えている。

3, 5

n型半導体の中で、多数キャリアは( a: 電子/正孔 )、少数キャリアは( b: 電子/正孔 )である。

電子, 正孔

n型半導体のフェルミ準位は( a: 伝導帯/充満帯 )に存在する。

伝導帯

p型半導体の中で、多数キャリアは( a: 電子/正孔 )、少数キャリアは( b: 電子/正孔 )である。

正孔, 電子

p型半導体に含まれる不純物を( a: ドナー/アクセプタ )と呼ぶ。

アクセプタ

p型半導体のフェルミ準位は( a: 伝導帯/充満帯 )に存在する。

充満帯

半導体の抵抗率ρと導電率σは半導体の( a )と( b )により、導出できる。当てはまるものを２つ選べ。

キャリア密度, 移動度

p型半導体とn型半導体を結晶内で結合した物をpn接合と呼び、電流の( a: 整流/増幅 )作用を持つ。

整流

pn接合の接合部は、互いのキャリアが( a: 電離/再結合 )する事でキャリア( b: が存在する/が存在しない )領域となる。この領域を( c: 空乏層/充満層 )という。

再結合, が存在しない, 空乏層

空乏層では、負の電荷を持つ( a: ドナーイオン/アクセプタイオン )と、正の電荷を持つ( b: ドナーイオン/アクセプタイオン )が存在する事で、電位差を生じる。

アクセプタイオン, ドナーイオン

絶対零度でキャリアは存在( a: する/しない )。

しない

真性半導体に不純物を加えると抵抗率が変化する。

⭕️

外部電界によって物質内をキャリアが移動する事によって、( a: スラローム/ドリフト )電流が流れる。この電流の大きさは外部電界の大きさに( b: 比例/反比例 )する。

ドリフト, 比例

絶対零度にキャリアは存在( a: する/しない )。

しない

半導体の抵抗値は温度によって変化する。

⭕️

電子の持つエネルギーの幅をエネルギー帯と呼ぶ。

⭕️

電子の持つエネルギーの幅をエネルギー帯と呼び、いくつかの種類が存在する。電子の存在が許されるエネルギー帯→( a )帯電子の存在が許されないエネルギー帯→( b )帯自由電子として電子が存在するエネルギー帯→( c )帯価電子として電子が存在するエネルギー帯→( d )帯価電子帯以下の軌道電子として存在するエネルギー帯→( e )帯禁制・許容・伝導・価電子・充満

許容, 禁制, 伝導, 価電子, 充満

伝導帯に存在する電子＝キャリアの移動は、 ①密度の大きい方から小さい方へ移動する( a: 拡散/ドリフト ) ②外部電界により力を受けて移動する( b: 拡散/ドリフト ) の2種類がある。

拡散, ドリフト

定電圧ダイオードは別名( a: チェナー/ホト )ダイオードとも呼ばれ、P型半導体とN型半導体とを接合したPN接合型半導体を応用して作られている。 ( a )効果により、電流が大幅に変化しても電圧がほとんど一定の値を取ることから定電圧ダイオードと呼ばれている。

チェナー

( a: 直接/間接 )変換式FPDに使用されているホトダイオードは、あらかじめ( b: 順/逆 )電圧を印加しておいたPN接合面に( c: 光/熱 )が当たると、価電子が( d: 電離/励起 )し、逆電流が流れたり、起電力が発生する。本来ダイオードは整流を目的に回路に組み込まれるが、このホトダイオードは整流を目的にされておらず、( e: 圧電振動子/シンチレータ )と併用して( a )式FPDやX線CT装置に使用される。

間接, 逆, 光, 励起, シンチレータ

( a: トンネル/バラクタ )ダイオードは、加える電圧で( b: 電極/空乏層 )の幅を変化させることで、静電容量を変化させる事ができるダイオード。 ( b: トンネル/バラクタ )ダイオードは、PN接合に用いる半導体の不純物の濃度がある濃度を境に( c: 正/負 )性特性を示すダイオード。

バラクタ, 空乏層, トンネル, 負

LED電球に代表される発光ダイオードは、ダイオード内の電子と正孔が( a: 電離/再結合 )する際に光を放つ。

再結合

( a: マジカル/ショットキー )ダイオードは、金属と半導体を接着した際、両者の( b: 仕事/電離 )関数の差によってポテンシャル障壁が生まれ、整流作用が生じる事を利用したものである。

ショットキー, 仕事

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