工事担任者 第二級デジタル通信 電気通信技術の基礎 練習問題 第66問: シリコンなどの真性半導体の温度を上げたときの、抵抗率の変化とその理由についての記述として、正しいものはどれか。

「自由電子と正孔が増えるので、抵抗率が小さくなる」が正しい記述です。半導体は価電子帯と伝導帯の間のすき間（禁制帯）が狭く、温度が上がると熱のエネルギーで価電子が伝導帯に上がって自由電子になり、抜けた跡に正孔ができます。

電流を運ぶ自由電子と正孔が増えるので、温度が上がるほど抵抗率は小さくなります。「原子の振動が激しくなり…抵抗率が大きくなる」は金属の性質です。

金属はもともと自由電子が多く、温度が上がると電子が結晶の原子にぶつかりやすくなって抵抗が増えます。「正孔の数は増えない」は、抵抗率が小さくなる向きは合っていますが、理由が違います。

熱で電子が結合から離れると、その抜けた跡が正孔になるので、真性半導体では自由電子が 1 つ生まれるたびに正孔も 1 つでき、両者の数は等しくなります。温度が上がると、金属は抵抗が増え、真性半導体は抵抗が減る、と逆の向きで覚えましょう。