試験に出ろ 電験3種(その5)
理論(その5) 「電子回路と半導体」
久しぶりに数式の登場しない問題が出てきたので気分が和んでおりますが、間違った答えをそのまま暗記してしまうと大変なので、問題のところに “○” か “×” かを明記しておきました。 “○” のヤツはそのまま丸暗記して、 “×” のところは、ちゃうやん!…と、突っ込みを入れつつ眺めて下さい。 で、 “○” がついているほうを整理するとですね、
・バイポーラトランジスタは電界効果トランジスタ(FET)より消費電力が[大きい]。
・バイポーラトランジスタは電界効果トランジスタ(FET)より入力インピーダンスが[ 低い ]。
・バイポーラトランジスタは電界効果トランジスタ(FET)より静電気に対して破壊され[にくい]。
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バイ法螺貝(バイポーラ)が電気ウナギを食うが、感電せず。慇懃(インピーダンス)で低姿勢。 バイ法螺貝というのはバイ貝と法螺貝の間に生まれた子供だと思うんですが、電気を食っても感電しないと。すなわち、静電気に対しても強いと。 が、電気に対して強いからといって威張っているわけではなく、意外と低姿勢なキャラであると。 とまあ、そういう貝であるようです。 で、続いて、“×” の間違った部分を訂正した上でまとめると
・[バイポーラトランジスタ]の[コレクタ]電流は自由電子及び正孔の両方が関与し、[電界効果トランジスタ]の[ドレーン]電流は自由電子又は正孔のどちらかが関与する。
・バイポーラトランジスタは[電流]制御素子、電界効果トランジスタは[電圧]制御素子と言われる。
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まず最初のポイントは、バイ法螺貝は両刀使い。…というところにあります。自由電子だろうと正孔だろうと、なんでもこい!…みたいな。 所詮はバイ貝と法螺貝がやっちゃった結果として生まれた貝なので、倫理観は無いものと思われます。 で、このトランジスターはどうやら電流制御素子なんだそうで、しかもコレクタ電流というのが何やら大切みたいです。根本的な仕組みに触れないで、ただ闇雲に語句だけ覚えるというのはどうかと思うんですが、バイ法螺貝は天龍(電流)コレクター。 プロレスラー天龍源一郎に関するグッズを収集しているようです。 で、一方。電界効果トランジスタのほうはというと、どうやら電圧制御素子なんだそうで、しかもドレーン電流というのが何やら大切みたいです。 はよ出んかい(電界)、熱々(電圧)サウナはやっとれん(ドレーン)。 熱いですからね、サウナ。 ま、はよ出んかい!…とか言ってないで、自分で外に出ればそれで済む話なんですけど。
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次の文章は金属表面から真空中に電子を放出する方法に関する記述である。
1.金属を高温に熱するとその表面から電子が飛び出すようになる。これを[熱電子放出]という。
2.金属に高速度の電子が衝突すると、そのエネルギーをもらって金属の表面から電子が飛び出す現象がある。これを[二次電子放出]という。
3.金属の表面の電界の強さをある値以上にすると、常温でも電子がその金属の表面から飛び出すようになる。これを[ 電界放出 ]という。
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(1)と(3)は普通に考えれば分かるような気がします。問題文の中に答えが書いてあるようなものですもんね。 とりあえず、電子放出には熱・二次・電界の3タイプがあることを押さえておけばいいんですが、熱があっても2時(二次)には出んかい(電界)!デンジマン(電子)、丑の刻参りで恨みを放出。 丑の刻参りなので夜中の2時。ちょっと熱があるくらいでサボってはいけません。恨みを晴らすにはそれくらいの覚悟が必要です。デンジマン、分かったか?
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こういう問題って確かに出ますよね。 が、これとまったく同じ問題が出るという確率は、ほぼ0に近いと思います。 よって、丸暗記してみたところで、ほとんど応用が利かないとは思うんですが
よって正解は(2)であると。
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・シリコンに[ 5 ]価である[ ひ素 ]や[ りん ]等の不純物を極めて微量に混ぜ合わせると、共有結合の際、電子が1個余り、これが[自由電子]となり、電流の運び手(キャリヤという)となる。このタイプを[ n ]形半導体と呼び、加えた不純物は[ドナー]と呼ばれる。
・シリコンに[ 3 ]価である[インジウム]や[ほう素]を極めて微量に混ぜ合わせると、共有結合の際、1個だけ不足した孔が出来る。この孔は、近くの電子を受け入れて順次移動し電気伝導を行なう。この孔のことを[正孔]といい、このタイプを[ p ]形半導体と呼び、加えた不純物は[アクセプタ]と呼ばれる。
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ネガティヴ(n形)な林真須美、豪快(5価)に隣家(りん)のカレーにひ素を混入、どうなる(ドナー)? 自由に電車に(自由電子)乗れなくなる。 捕まっちゃいましたもんね、林真須美。自由に電車に乗って遊びにとか行けない身分になってしましました。 で、続いてもうひとつ。 ポジティブ(p形)なサッカー(3価)選手があくせくと(アクセプタ)性交(正孔)して麒麟児生む(インジウム)、ほう、そうかぁ(ほう素)。 正孔って、何だかいやらしい響きの言葉のように思われるんですが、サッカー選手が相撲取りを生みましたかぁ。ほう、そうですかぁ。
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ということで、このコンテンツは以上です。