令和7年度下期理論問11

可変容量ダイオード・定電圧ダイオード・レーザダイオードにかける電圧の向き

理論A問題配点 5点

出典：一般財団法人電気技術者試験センター令和7年度下期第三種電気主任技術者試験理論科目問題（問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています）

正解

(2)

正解の出典：同センターが公表している解答

解説

3つとも「pn接合にどちら向きの電圧をかけて使うか」を聞いている。仕組みから考えると迷わない。

**(ア) 可変容量ダイオード（バリキャップ）＝逆方向** pn接合に逆方向電圧をかけると、接合の境目にキャリアのいない層（空乏層）ができる。この層はコンデンサの誘電体と同じ働きをし、逆電圧を大きくすると層が厚くなって静電容量が小さくなる。つまり「電圧で容量を変えられるコンデンサ」として使う。順方向にすると電流が流れてしまい、容量として機能しない。

**(イ) 定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）＝逆方向** 逆方向電圧を上げていくと、ある電圧で急に電流が流れ出す（降伏現象）。この降伏電圧付近では、電流が変わっても端子電圧がほとんど変わらない。その性質を基準電圧として使う。

**(ウ) レーザダイオード＝順方向** 順方向に電流を流し、pn接合で電子と正孔が再結合するときに光が出る。発光ダイオード（LED）と同じで、電流を流さないと光らないので順方向。

したがって (ア)逆方向、(イ)逆方向、(ウ)順方向。正解は(2)。

覚え方は「光るものは順方向、電圧や容量を利用するものは逆方向」。

選択肢ごとの理由

(1)(ア)(イ)が順方向になっている。順方向では電流が流れてしまい、容量としても定電圧としても使えない。
(2)正しい。可変容量＝逆方向、定電圧＝逆方向、レーザ＝順方向。
(3)(イ)が順方向になっている。降伏現象は逆方向電圧を上げたときに起きる。
(4)(ア)が順方向になっている。空乏層の厚みを電圧で変えるには逆方向でなければならない。
(5)(ウ)が逆方向になっている。レーザダイオードは順方向電流の再結合で発光する。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

この3つはどれも、データセンターの中で毎日動いている。 **レーザダイオード**は光ファイバ通信の光源。DCではラック間・フロア間・棟間をすべて光でつないでおり、スイッチに挿さっているSFP／QSFPといった光トランシーバの中身がレーザダイオードとフォトダイオード。障害対応で「リンクが上がらない」ときは、光の出力レベル（受光レベル）を見て、トランシーバの劣化か、ファイバの曲げ・汚れかを切り分ける。 **定電圧ダイオード**は電源回路の基準電圧づくりと、サージ保護に使う。DCでは雷サージや開閉サージが基板に回り込むと機器が壊れるので、避雷器（SPD）や基板上のTVSダイオードで電圧をクランプする。どれも「ある電圧を超えたら電流を逃がす」という降伏の性質を利用している。 **可変容量ダイオード**は無線・同調回路の部品なので設備側で触ることは少ないが、「逆電圧で空乏層が厚くなる」という現象自体は、高電圧の絶縁を考えるときの土台になる。

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