電験三種（第三種電気主任技術者）「理論」のうち、pn接合とダイオードの問題です（大分類：電子理論・重要度B）。一問一答5問 → 五肢択一3問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答（○×）
重要度：B 難易度：★☆☆
問1：pn接合ダイオードは、n側がp側より高い電位になるように電圧を加えたとき、電流がよく流れる。
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正解：×
p側を正（n側より高い電位）にする向きが順方向で、電流がよく流れます。n側を正にする向き（逆方向）では、電流はほとんど流れません。
重要度：B 難易度：★☆☆
問2：pn接合の境界付近には、キャリヤがほとんど存在しない空乏層ができる。
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正解：○
境界付近では電子と正孔が拡散して再結合し、キャリヤの少ない空乏層ができます。
重要度：B 難易度：★☆☆
問3：ツェナーダイオードは順方向電圧を加えて使用し、順方向の電圧降下を利用して電圧を一定に保つ。
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正解：×
ツェナーダイオードは逆方向電圧を加えて使用し、降伏（ツェナー）電圧で電圧を一定に保ちます（定電圧回路）。
重要度：B 難易度：★☆☆
問4：ホトダイオードは逆方向電圧を加えて使用し、光の強さに応じた電流が流れる。
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正解：○
逆方向電圧を加えた空乏層に光が当たると、電子と正孔が生じて、光の強さに応じた電流が流れます。
重要度：B 難易度：★☆☆
問5：太陽電池は、pn接合に光を当てたときに生じる起電力を利用する。
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正解：○
pn接合に光が当たると電子と正孔の対が生じ、接合部の電界で分離されて起電力が生じます（光起電力効果）。
五肢択一
重要度：B 難易度：★★☆
問6：次の(ア)〜(エ)のダイオードを通常の用途で使用するとき、加える電圧の向き（順方向または逆方向）の組み合わせとして、正しいものはどれか。
(ア) ツェナーダイオード (イ) 可変容量ダイオード (ウ) 発光ダイオード (エ) ホトダイオード
- (ア) 逆方向 (イ) 逆方向 (ウ) 順方向 (エ) 逆方向
- (ア) 順方向 (イ) 逆方向 (ウ) 順方向 (エ) 逆方向
- (ア) 逆方向 (イ) 順方向 (ウ) 順方向 (エ) 逆方向
- (ア) 逆方向 (イ) 逆方向 (ウ) 逆方向 (エ) 順方向
- (ア) 逆方向 (イ) 逆方向 (ウ) 順方向 (エ) 順方向
【第6問：正解と解説】
正解：1
正解は1です。
ツェナー（降伏電圧で定電圧）・可変容量（空乏層の容量を電圧で変える）・ホトダイオード（光電流）は逆方向、発光ダイオード（再結合で発光）は順方向で使用します。
1：正しい。
2：誤り。ツェナーダイオードは逆方向で使用します。
3：誤り。可変容量ダイオードは逆方向で使用します（順方向では電流が流れ、容量として使えません）。
4：誤り。発光ダイオードは順方向、ホトダイオードは逆方向で使用します。
5：誤り。ホトダイオードは逆方向で使用します。
重要度：B 難易度：★★☆
問7：図の回路で、直流電源から流れる電流〔mA〕の値として、正しいものはどれか。ただし、ダイオードD1、D2は理想ダイオード（順方向の電圧降下0、逆方向の電流0）とする。
（回路の構成）12Vの直流電源の＋側から2kΩの抵抗を通って点Pに至る。点Pから電源の−側へ、2つの枝が並列に接続されている。1つ目の枝は、点Pから電源の−側に向かって順方向のダイオードD1と4kΩの抵抗の直列、2つ目の枝は、点Pから電源の−側に向かって逆方向のダイオードD2と1kΩの抵抗の直列である。
- 1.71
- 2.00
- 4.00
- 4.29
- 6.00
【第7問：正解と解説】
正解：2
正解は2です。
D1は順方向で導通（短絡）、D2は逆方向で電流が流れません（開放）。
電流は 2kΩ→D1→4kΩ の経路だけに流れ、I＝12／(2＋4)＝2.00mA
1：誤り。すべての抵抗を直列とした値です。
2：正しい。
3：誤り。D2の枝（1kΩ）に電流が流れるとした値です。
4：誤り。2つの枝の両方に電流が流れるとした値です。
5：誤り。2kΩだけで計算した値です。
重要度：B 難易度：★★☆
問8：ダイオードとその応用素子に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- 発光ダイオードは順方向電圧を加えて使用し、電子と正孔の再結合によって光を出す。
- シリコンダイオードの順方向の電圧降下は、およそ0.6〜0.7Vである。
- フォトトランジスタは、光によって生じた電流をトランジスタの増幅作用で増幅して出力する。
- pn接合ダイオードに逆方向電圧を加えても、降伏電圧に達するまでは電流がほとんど流れない。
- 可変容量ダイオードは、逆方向電圧を大きくすると空乏層が狭くなり、静電容量が大きくなる。
【第8問：正解と解説】
正解：5
正解は5です。
1：正しい。
2：正しい。
3：正しい。
4：正しい。
5：誤り。逆方向電圧を大きくすると空乏層が広がり、極板間隔が広がった形になるので、静電容量は小さくなります。
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