正解:(3)
解説:ダイオード②にあるように、pn接合ダイオードでは、p型半導体が-に帯電し、n型半導体が+に帯電するので、空乏層ではn型→p型の向きに電圧が発生し、この電圧が障壁となることで、それ以上の自由電子の移動がなくなる。
このpn接合ダイオードに対して外部から電圧を印加する場合を考える。
p型半導体側に電源の+を接続し、n型半導体側に電源の-を接続すると、pn接合の空乏層に発生していた電圧を打ち消す方向に電圧が印加されることになるので、空乏層の電圧障壁が小さくなり、電流が流れることになる。これを順方向バイアスという。
逆に、p型半導体側に電源の-を接続し、n型半導体側に電源の+を接続すると、pn接合の空乏層に発生していた電圧と同じ向きに電圧が加わるので、さらに電圧の障壁が大きくなるため、電流は流れない。これを逆方向バイアスという。