2026年3月22日実施 理論 A問題 問11

逆方向電圧が大きくなると空乏層が広がる。

可変容量ダイオード（バリキャップ）は逆方向電圧で動作する。逆方向電圧をかけると空乏層が広がり、静電容量が変化する（順方向電圧では通常の導通動作になり容量制御できない）。

定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）は逆方向電圧での降伏現象を利用する。順方向では通常のダイオードとして電流が流れるだけで定電圧特性は現れない。

レーザダイオードは順方向電流によって電子・正孔の再結合が起き、誘導放出でレーザ光を発生する。逆方向電圧では電流が流れないため発光しない。

pn接合に逆方向電圧をかけると空乏層が広がる。

空乏層は絶縁層として機能し、電極（p領域・n領域）と絶縁層（空乏層）が

平行板コンデンサの構造（C = ε₀Sd）と等価になる。

逆方向電圧を大きくする → 空乏層（絶縁層）が広がる（d が増える）→ 静電容量が小さくなる

この電圧制御による静電容量の変化を利用して、同調回路の共振周波数を電圧で調整する。

AM/FMラジオの選局や VCO（電圧制御発振器）に使用される。

pn接合に逆方向電圧を徐々に大きくすると、ある電圧（ツェナー電圧 V_z）で

急激に電流が増加し始める降伏（ブレークダウン）現象が起きる。

この降伏電圧付近では、電流が大きく変化しても電圧がほぼ一定に保たれる。

この定電圧特性を利用して電圧安定化回路（シャント型定電圧回路）に使用される。

pn接合に順方向電流を流すと、電子と正孔（ホール）が再結合してエネルギーを

光（フォトン）として放出する。

通常の LED（発光ダイオード）は自然放出で発光するが、レーザダイオードは

共振器（鏡）を用いた誘導放出により位相のそろったレーザ光を発生する。

光通信（波長 1310 nm・1550 nm 帯）や光ディスク装置に使用される。

（ア）= 逆方向、（イ）= 逆方向、（ウ）= 順方向