令和5年度第三種電気主任技術者下期試験　理論科目 問110 解説 問11 問11

電界効果トランジスタ（FET）において、ゲート電極に加える電圧がチャネルの電界を制御して電流を調整する構造と、図記号の矢印が内側を向いていることから接合形nチャネルFETであると判断できます。

FETの動作原理と分類

FET（Field-Effect Transistor：電界効果トランジスタ）は、電圧によって電界を発生させ、半導体中の多数キャリアの通り道であるチャネルの導電性を制御することで、電流をスイッチングしたり増幅したりする素子です。

FETの制御は、ゲート（Gate）端子に印加する電圧によって行われます。ゲートに電圧を加えると、その周囲に電界が生じます。この電界がチャネル内のキャリア（電子または正孔）の動きを抑えたり、通りやすくしたりすることで、ドレインとソース間に流れる電流を調整します。これは「電界効果」と呼ばれる現象であり、バイポーラトランジスタが電流で制御されるのと対照的に、FETは電圧で制御される「電圧制御素子」であるという重要な特徴を持っています。

FETの構造上の分類には、ゲートとチャネルがpn接合で形成されている「接合形（JFET）」と、ゲートとチャネルが絶縁膜で隔てられている「MOS形（MOSFET）」の二種類が存在します。

図記号による判別手順

与えられた問題文と図記号から、各項目を以下のように特定します。

1. 制御端子の特定 FETの名称である「電界効果」を生じさせるために電圧を印加する電極は、ゲートです。したがって（ア）は「ゲート」となります。

2. FETの構造による分類の特定 問題文にある「接合形と（イ）形がある」という対比構造において、FETの代表的なもう一つの形式はMOS形です。したがって（イ）は「MOS」が入ります。

3. チャネルの導電形の特定 図記号において、ゲートからチャネルに向かう矢印の向きは、ゲートとチャネル間のpn接合の順方向電流の向きを表しています。矢印が内側（チャネル側）を向いていることは、ゲートがp形半導体、チャネルがn形半導体であることを示しています。この向きを確認することで、図示された素子がnチャネル形であると特定できます。したがって（ウ）は「n」となります。

図記号のゲート端子から伸びる矢印の向きを、pn接合の順方向の役割と重ねてみると、電流が流れる道の導電形が見えてきます。

参考リンク

• 電界効果トランジスタ (FET) の基礎知識と動作原理
• 【電子工作】MOSFETの使い方を解説！スイッチング回路の作り方
• 電界効果トランジスタの定義と分類（電気工学用語辞典）