A問題
上期
電験三種 理論 2025年度 上期 問11
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次の文章は,図1及び図2に示す原理図を用いてホール素子の動作原理について述べたものである。図1に示すように,p形半導体に直流電流I[A]を流し,半導体の表面に対して垂直に下から上向きに磁束密度B[T]の平等磁界を半導体に加えると,半導体内の正孔は進路を曲げられ,電極①には (ア) 電荷,電極②には (イ) 電荷が分布し,半導体の内部に電界が生じる。また,図2のn形半導体の場合は,電界の向きはp形半導体の場合と (ウ) である。この電界により,電極①-②間にホール電圧VH[V]が発生し,それは直流電流I[A]にほぼ (エ) する。上記の記述中の空白箇所(ア)~(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。図1図2(ア) (イ) (ウ) (エ)

正解と解説
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正解 4
正 負 反対 比例
図1のp形半導体では多数キャリアである正孔が電流の向きに動き、磁束密度Bによるローレンツ力で電極①側へ偏るため、電極①に正電荷、電極②に負電荷が現れる。図2のn形半導体では多数キャリアが電子であり、電流と逆向きに動くうえ電荷の符号も逆であるため、偏る向きは同じでも蓄積される電荷の符号が逆になり、内部電界の向きはp形と反対になる。ホール電圧は VH=RH・IB/d で表され、電流Iにほぼ比例する。