理論電子理論半導体・ダイオード★★☆☆☆
ホール効果と半導体キャリア
概要
ホール効果は、電流と直交する磁界をかけたとき、キャリアに働くローレンツ力により電流・磁界の両方に垂直方向にホール電圧が生じる現象。p形とn形でホール電圧の向きが逆になること、ホール電圧が電流に比例することが重要なポイント。
📖用語
ホール効果：電流と直交する磁界を加えると，電流・磁界の両方に垂直方向にホール電圧が発生する現象。キャリアに働くローレンツ力が原因。
キャリア：半導体中で電流を担う荷電粒子の総称。p形では正孔（ホール），n形では電子が多数キャリアとなる。
ローレンツ力：磁界中を運動する荷電粒子が受ける力。大きさは F = q × v × B（q：電荷，v：速度，B：磁束密度）。
p形半導体：正孔（ホール）を多数キャリアとする半導体。
n形半導体：電子を多数キャリアとする半導体。p形とホール電圧の向きが逆になる。
ホール効果：電流と直交する磁界をかけると，ローレンツ力によりキャリアが偏り，電流・磁界の両方に垂直方向に電圧（ホール電圧 VH）が発生する現象。
p形半導体（正孔が多数キャリア）
正孔は電流方向に移動 → ローレンツ力で一方の電極に正電荷が集まる。
n形半導体（電子が多数キャリア）
電子は電流と逆方向に移動。ローレンツ力の向きは同じだが電荷が負のため，p形と電界の向きが逆になる。
📐基本公式：ホール電圧
ホール電圧：VH = RH × I × Bt
（RH：ホール係数，I：電流，B：磁束密度，t：厚さ）
VH は電流 I に比例する。
関連問題数:1問
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