正解:(5)
解説:pn接合ダイオードに順方向電圧(p型半導体に電源の+、n型半導体に電源の-)をかけた場合、電源の+極にp型半導体内の電子が吸引されるので、p型半導体内は正孔が過剰になり、電源の-極からn型半導体内へ電子が供給されるので、n型半導体内は自由電子が過剰になる。更に、ダイオード③にある通り、空乏層の電圧障壁も小さくなるので、pn接合間にn→pへ自由電子の移動が発生し、電流が流れることになる。
ちなみに、電流の向きは正孔(+)の流れる向きと定義されているので、自由電子(-)の流れる向きとは反対になる。電流の実体としては、正孔が流れている訳ではなく、自由電子(-)の流れによって、相対的に正孔が自由電子の流れと逆向きに移動しているように見えるだけである。実際に流れている電子の流れの向きが電流の向きではないことに注意が必要である。