第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和6年度(2024年)上期
問11 (理論 問11)

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和6年度(2024年)上期 問11(理論 問11) (訂正依頼・報告はこちら)

バイポーラトランジスタと電界効果トランジスタ(FET)に関する記述として、誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
  • バイポーラトランジスタは、消費電力がFETより大きい。
  • バイポーラトランジスタは、静電気に対してFETより破壊されにくい。
  • バイポーラトランジスタの入力インピーダンスは、FETのそれよりも低い。
  • バイポーラトランジスタは電圧制御素子、FETは電流制御素子といわれる。
  • 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、FET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。

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この過去問の解説 (2件)

01

誤っているのは、「バイポーラトランジスタは電圧制御素子、FETは電流制御素子といわれる。」です。

選択肢1. バイポーラトランジスタは、消費電力がFETより大きい。

この選択肢は正しいです。

バイポーラトランジスタは動作時、ベースに電流を流す必要があり、消費電力がFETより大きいです。

選択肢2. バイポーラトランジスタは、静電気に対してFETより破壊されにくい。

この選択肢は正しいです。

FETはゲートが静電気に弱く、過大な電圧で壊れることがあるのに対し、バイポーラトランジスタはその点で頑丈です。

選択肢3. バイポーラトランジスタの入力インピーダンスは、FETのそれよりも低い。

この選択肢は正しいです。

バイポーラトランジスタはベース電流が必要で入力インピーダンスが低く、FETはゲートが高インピーダンスです。

選択肢4. バイポーラトランジスタは電圧制御素子、FETは電流制御素子といわれる。

この選択肢は誤りです。

バイポーラトランジスタ電流制御素子であり、FET電圧制御素子です。役割が逆になっています。

選択肢5. 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、FET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。

この選択肢は正しいです。
バイポーラトランジスタは、自由電子と正孔の両方が動作に寄与します。一方、FETはキャリアが単一(自由電子または正孔)で動作します。

まとめ

バイポーラトランジスタは「電流制御素子」であり、ベース電流によって動作が決まります。

一方、FETは「電圧制御素子」で、ゲートに加える電圧で動作が決まります。

FETは高い入力インピーダンスを持ち、静電気に弱い特徴があります。

これに対して、バイポーラトランジスタは入力インピーダンスが低く、静電気に対して頑丈です。消費電力についても、バイポーラトランジスタは動作のために常に電流を必要とするため、FETより大きくなります。

 

これらの違いをしっかり押さえておきましょう。

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02

この問題は、バイポートランジスタと電界効果トランジスタ(ETF)の違いに関するものです。

誤っている記述は、「バイポーラトランジスタは電圧制御素子、FETは電流制御素子といわれる。」です。

 

選択肢1. バイポーラトランジスタは、消費電力がFETより大きい。

正しい記述です。

バイポートランジスタはベース電流を流すことでコレクタ電流を制御する電流制御素子であるため、消費電力はFETより大きくなります。

選択肢2. バイポーラトランジスタは、静電気に対してFETより破壊されにくい。

正しい記述です。

FETのゲート絶縁膜は薄いため、EFTは静電気に対して弱い性質があります。

選択肢3. バイポーラトランジスタの入力インピーダンスは、FETのそれよりも低い。

正しい記述です。

FETはゲート絶縁膜により入力インピーダンスが非常に高くなります。

バイポートランジスタはベース電流を流す必要があるため、入力インピーダンスは低くなります。

選択肢4. バイポーラトランジスタは電圧制御素子、FETは電流制御素子といわれる。

誤りのある記述です。

バイポートランジスタは電流制御素子、EFTは電圧制御素子といわれます。

選択肢5. 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、FET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。

正しい記述です。

バイポートランジスタはN型半導体とP型半導体の接合で構成されており、電流は両方のキャリアによって流れます。

FETは単一のキャリアによって電流が流れます。

まとめ

バイポートランジスタとEFTは、それぞれ異なる特性を持つトランジスタです。

それらの違いを正確に理解しておきましょう。

 

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