慶應義塾大学物理2013年第2問

問1 以下の文中で、$\fbox{1}$と$\fbox{3}$については選択肢から$\fbox{6}$については図1の(b)~(e)から選びそれぞれ記号で答えよ。$\fbox{2}$、$\fbox{4}$、$\fbox{5}$については適当な語句を入れよ。
- (a) $_4\text{Be}$
- (b) $_5\text{B}$
- (c) $_6\text{C}$
- (d) $_{14}\text{Si}$
- (e) $_{15}\text{P}$
- (f) $_{16}\text{S}$
真性半導体のシリコンに不純物として元素$\fbox{1}$を微量混ぜると$\fbox{2}$をキャリアとするn型半導体、元素$\fbox{3}$を微量混ぜると$\fbox{4}$をキャリアとするp型半導体をそれぞれ作ることができる。これらを使用するとダイオードを作ることができ、一方向にしか電流を流さない$\fbox{5}$作用を得る。図1(a)のダイオードの記号に対応する半導体の接合の組み合わせとして、正しいのは、図1の(b)~(e)のうち、$\fbox{6}$である。
問2 図2に示す回路を組んだとき、$\text{BD}$間の抵抗$R$を$R_1、R_2、R_3$を使って表せ。ただし、使用するダイオードは順方向に電圧がかかっている際には抵抗ゼロであるが、逆方向の場合には電流が全く流れないものとする。
問3 図3に示す回路の$\text{B}$と$\text{D}$の間に図4(a)のような波形の電圧を入力したところ、$\text{A}$~$\text{D}$のうちある2つの端子間の電圧波形は、図4(b)、図4(c)のようになった。どの2つの端子を選んだ場合、それぞれの出力波形を得られるか、(a)~(l)の記号ですべて答えよ。答えは1つとは限らない。「$\text{A}$と$\text{B}$」と記述しているものは、$\text{A}$が$+$側、$\text{B}$が$-$側とする。
- (a) $\text{A}$と$\text{B}$
- (b) $\text{A}$と$\text{C}$
- (c) $\text{A}$と$\text{D}$
- (d) $\text{B}$と$\text{C}$
- (e) $\text{B}$と$\text{D}$
- (f) $\text{C}$と$\text{D}$
- (g) $\text{B}$と$\text{A}$
- (h) $\text{C}$と$\text{A}$
- (i) $\text{D}$と$\text{A}$
- (j) $\text{C}$と$\text{B}$
- (k) $\text{D}$と$\text{B}$
- (l) $\text{D}$と$\text{C}$