第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和7年度（2025年）上期
問11 (理論 問11)
問題文
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に当てはまる組合せとして、正しいものを次の選択肢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に当てはまる組合せとして、正しいものを次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
第三種電気主任技術者（電験三種）試験 令和7年度（2025年）上期 問11（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に当てはまる組合せとして、正しいものを次の選択肢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に当てはまる組合せとして、正しいものを次の選択肢のうちから一つ選べ。
- ア：負 イ：正 ウ：同じ エ：反比例
- ア：正 イ：負 ウ：同じ エ：反比例
- ア：負 イ：正 ウ：同じ エ：比例
- ア：正 イ：負 ウ：反対 エ：比例
- ア：負 イ：正 ウ：反対 エ：比例
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この過去問の解説 （2件）
01
この問題は、ホール素子の基本的な動作原理について、p形半導体とn形半導体の違い、およびホール電圧の性質を理解しているかを問うものです。
p形半導体ではキャリアは正孔であり、電流と磁界を加えるとローレンツ力によって正孔の進行方向が曲げられ、一方の電極側に正孔が集まります。
その結果、電極間に電界が生じ、ホール電圧が発生します。
n形半導体ではキャリアが電子であるため、電界の向きはp形半導体の場合と反対になります。
また、ホール電圧は流す直流電流の大きさにほぼ比例します。
p形半導体では正孔が一方の電極側に集まるため、その電極は正に帯電します。
この組合せでは電極の電荷の符号が逆であり、さらにホール電圧が電流に反比例するとしている点も誤りです。
したがって、この選択肢は誤りです。
電極の電荷の符号についてはp形半導体の性質と一致しません。
また、ホール電圧は直流電流に反比例するものではありません。
したがって、この選択肢は誤りです。
ホール電圧が直流電流に比例する点は正しいですが、n形半導体ではキャリアが電子となるため、電界の向きはp形半導体の場合と同じにはなりません。
したがって、この選択肢は誤りです。
p形半導体では正孔が集まる側の電極が正、反対側の電極が負に帯電します。
また、n形半導体ではキャリアが電子であるため、電界の向きはp形半導体の場合と反対になります。
さらに、ホール電圧は直流電流にほぼ比例します。
したがって、この選択肢は正解です。
電極の電荷の符号についてはp形半導体の性質と一致しますが、n形半導体における電界の向きの説明が正しくありません。
したがって、この選択肢は誤りです。
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02
ホール素子の動作原理に関しての問題です。
p型半導体に直流電流Ｉ[Ａ]が流して、
半導体表面に対して垂直に下から上向きに磁束密度Ｂ[Ｔ]の平等磁界を加えます。
そうすると、半導体内の正孔は進路を曲げられて、
フレミングの左手の法則から電極①は正電荷、②は負電荷に分布し、内部に電界を生じます。
図２のn型半導体はその逆の形態をとります。
①-②間にホール電圧ＶＨ[Ｖ]が発生して、直流電流Ｉ[Ａ]はほぼ比例します。
誤：組み合わせが異なります。
誤：組み合わせが異なります。
誤：組み合わせが異なります。
正：正しい組み合わせになっています。
誤：組み合わせが異なります。
p型、n型半導体の特徴を問う問題でした。
何度も読んでみて流れを掴みましょう。
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