第三種電気主任技術者の過去問
令和5年度（2023年）上期
理論 問11
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和5年度（2023年）上期 理論 問11 （訂正依頼・報告はこちら）
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かけると、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、電界の方向はp形半導体の方向と（ ウ ）である。この電界により、電極①−②間にホール電圧VH＝RH×（ エ ）［V］が発生する。
ただし、d［m］は半導体の厚さを示し、RHは比例定数［m3／C］である。
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、正しいものを次のうちから一つ選べ。
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かけると、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、電界の方向はp形半導体の方向と（ ウ ）である。この電界により、電極①−②間にホール電圧VH＝RH×（ エ ）［V］が発生する。
ただし、d［m］は半導体の厚さを示し、RHは比例定数［m3／C］である。
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、正しいものを次のうちから一つ選べ。
- ア：負 イ：正 ウ：同じ エ：B／Id
- ア：負 イ：正 ウ：同じ エ：Id／B
- ア：正 イ：負 ウ：同じ エ：d／BI
- ア：負 イ：正 ウ：反対 エ：BI／d
- ア：正 イ：負 ウ：反対 エ：BI／d
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この過去問の解説 （2件）
01
ホール素子に関する論説問題です。
ホール素子とは、半導体薄膜に電流を流し、半導体に垂直に磁界を加えたときに電流、磁界ともに直交する向きに電圧が発生するというホール効果を応用し、磁気を検出するものです。同期機の回転子の位置検出などに応用されています。
磁束密度と電流の向きから、フレミングの左手の法則が成り立ちます。
指の向きを合わせることで、電極②から電極①へ向かう向きに力が発生していることがわかります。このため、p型半導体の多数キャリアである正孔は電極①に集中します。このため、電極①には正電荷が、電極②には負電荷が集まります。
n型半導体では逆に、電子が電極①に集まります。
（エ）については、電圧は磁束密度と電流に比例するという直感的な理解でよいと思います。
こちらが正答です。
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02
「ア：正」「イ：負」「ウ：反対」「エ：BI／d」が正しい組み合わせになります。
フレミングの左手の法則を使うことで、容易に答えを導くことができます。
電磁力、磁界、電流の向きに着目することで、正しい組み合わせが分かります。
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