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令和3年 問6 ホール効果測定に関する記述

電験1種

問題

出典:「令和3年度第一種電気主任技術者一次試験 理論科目 B問題 問6」

次の文章は,ホール効果測定に関する記述である。文中の    に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。

図のように,板状の半導体(長さ L ,幅 W,厚さ t)の A 面とB 面の間に電圧 V(>0)を印加する。半導体中のキャリヤが電界から力を受けて一定速度 v運動している状況を考える。キャリヤが正の電荷量 qを持つ正孔の場合,正孔の濃度を p,移動度を μhと仮定すると,運動の方向は x軸の正方向となり, v=  (1)と表されることから,回路を流れる電流 I は, I=  (2)と表される。

この半導体に,図の z 軸の正方向に磁束密度 Bz(>0)の磁界を印加すると,正孔がローレンツ力を受けることで, C面の電位が D面に対して  (3)くなる。この電位差をホール電圧 VHと定義する。定常状態では, VHによる電界から受ける力と,ローレンツ力が釣り合うことから, VH=  (4)と表される。以上の関係を用いると, VHと Iを実測することにより μhと pが得られ, p=  (5)と算出される。

解答


(1) (ト) $$\frac{μ_hV}{L}$$
(2) (ヲ) $$\frac{qpμ_hVtW}{L}$$
(3) (イ) $$高$$
(4) (リ) $$\frac{μ_hVB_zL}{W}$$
(5) (ヌ) $$\frac{B_z}{qt}\frac{I}{V_h}$$

解説