Question

みみ

半導体についてです。qEの力は電子の移動方向と同じ負の向きに働くと思っていたのですが解説では正の向きとなっていました。なぜそうなるのか考え方を教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

【2】
半導体内の電流の
にない手であるキャ
リアは負電荷の電子,
または正電荷の正孔
である。 キャリアが
電子のものは n型半
導体、正孔のものは
p型半導体と呼ばれ
B
L
図1
2
D
A BUB)
図2
B
I
る。半導体の基本特性は,キャリアの種類とキャリア密度を知ることによって調べ
られるが,これらはホール効果を用いて知ることができる。 半導体内のキャリアの電
荷を [C], 半導体内のキャリア密度をN(1m²)として以下の問いに答えよ。
(1) 次の文章の空欄
②に当てはまる数式を入れよ。
ホール効果とは,図1のような長さL(m), 断面積S〔m2]の直方体の半導体の+x
方向に電流I[A] を流し,方向に一様な磁束密度B [Wb/m2)の磁場を加えると,y
方向にd[m]へだてた半導体の側面間にも電圧 V [V] が発生する現象のことである
(Vb をホール電圧と呼ぶ)。 半導体内のキャリアは,方向の電場Ex(V/m)によるカ
と、原子やイオンと衝突することによって生じる抵抗力とがつりあうため、平均速

度ㇼ,[m/s] で運動し,方向に定常電流(A) が流れていると考えられる。抵抗力は
[m/s] に比例するので,-ku,[N] と書ける。 ただし, kは正の定数である。この
ときは①と表すことができ, また、このex を用いてこの電流Iは②と
書くことができる。
(2)図2は,図1で示された半導体を方向から見た図である。 x方向に平均速度
[m/s] で進むキャリアは、磁場によってその軌道が曲げられて、 図2の軸に垂
直な側面に帯電する。 観測されるホール電圧V [V] は,帯電によって発生した方
向の電場による力と, 磁場による力がつりあうことによって生じていると考えられ
る。以上のことからキャリア密度Nをホール電圧V や磁束密度B, 電流 1 などを
含む式で表せ。
(3)観測されたホール電圧Vh[V] を調べたところ, 端子 Dのほうが端子 Cよりも高
電位であった。 この半導体はp, n型のどちらであるか答えよ。

(1)① キャリアには電場E から E の力が+x方向に、抵抗力が方向には
たらき、この2力がつりあって方向に等速度() で移動する。
伊
gE,=kv,
ゆえに
qE.
[m/s]
この
をつ