電気・電子系技術者が現状で備えている実力を把握するために開発された試験「Ｅ検定 ～電気・電子系技術検定試験～」（出題範囲はこちら、Ｅ検定の申し込みはこちら）。Ｅ検定で出題される問題例を紹介する本連載の問20は「半導体」の分野から、NMOSトランジスタのドレイン電流飽和の問題である。MOSトランジスタの動作領域には線形領域と飽和領域があり、NMOSトランジスタのドレイン電流飽和は、この飽和領域の動作のことである。NMOSトランジスタのドレイン電流飽和を知ることで、ドレイン-ソース間電圧の変化に対して、ドレイン電流があまり変化しなくなるピンチオフ状態を理解することができる。この問題は「概念の応用能力」であるレベル2、正答率は34.1%である。

【問20】
　NMOSトランジスタのゲート電圧が一定の状態でドレイン電圧を上げていくと、ドレイン電流がほぼ一定値で飽和するが、その主な原因として正しいものはどれか。

  • ア　キャリアが格子原子に散乱され、電流が飽和するため。

  • イ　キャリアの移動度が決まっているので、電界を上げてもある一定以上の電流は流れないため。

  • ウ　加速されたキャリアは高いエネルギをもち、不純物原子で散乱される確率が上がるため。

  • エ　ゲートとドレイン間近傍の間に反転層が生じるだけの電位差がなくなってしまうため。