【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問012 解説｜思考ルート

※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。

予想演習 No.012

光受信器に用いられるアバランシェフォトダイオード（APD）とPIN-PDの構造、動作原理、および特性の比較に関する記述の組み合わせとして、最も適切なものはどれか。

選択肢

1. PIN-PDは、内部に高電界領域を設けて電子なだれ増倍作用により微弱光を高感度検出するが、高価で温度補償回路が必要である。

2. APDは、構造が極めてシンプルで直線性に優れ、比較的低価格で中短距離の伝送システムに広く用いられている受光素子である。

3. PIN-PDは電子なだれ増倍作用を持たないため高感度受信には不向きであるが、直線性や回路の簡素性に優れ、中短距離で広く多用される。

4. APDは強電界による電子なだれ増倍作用を利用して高感度受信を実現するが、高電圧バイアス制御や温度補償回路の導入が不可欠となる。

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正解と解説（思考ルート）

【正解】 選択肢 4

■【設問の意図と背景】

類似する2つの受光素子であるAPDとPIN-PDの特性、メリット・デメリット、および回路設計上の違いを正しく対比できているかを問う。

■【正解の根拠とメカニズム】

APDは電子なだれ増倍作用により微弱光を高感度検出できるが、動作に高電圧バイアスや温度補償が必須である。一方、PIN-PDは増倍作用はないが直線性と構成のシンプルさに優れる。選択肢4はこの特徴を正確に記述している。

■【各選択肢の徹底検証】

・選択肢1：PIN-PDとAPDの特徴が混同されている。

・選択肢2：APDとPIN-PDの特徴が逆に記述されている。

・選択肢3：PIN-PDの説明としては正しいが、他の選択肢との比較および総合的な定義付けとしてより適した選択肢4が存在する（※選択肢3も正しいが、選択肢4がより詳細にAPDの仕組みを含んでおり、設問の比較の主題に最も合致する）。

・選択肢4：APDの増倍作用と高電圧・温度補償の必要性を正確に述べており適切である。

■【本番での即断ポイント】

「PIN-PD＝増倍なし・シンプル・直線的」、「APD＝増倍あり・高感度・高電圧・温度補償必要」という基本対比を思い出し、用語の入れ替わりを見破る。

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