理論、電子理論の問題、の補足。

ここの補足、です。

問１ 磁界中の電子の運動
【解説】
磁束密度Ｂ（Ｔ）の平等磁界に直角に進入した初速度ｖ０（m/s）の電子はフレ

ミングの左手の法則により、つねに進行方向と垂直方向にローレンツ力を受ける。本問の電子の場合、

ローレンツ力は向心力となり、ｘ－ｙ平面状の等速円運動を行う。本問は、ローレンツ力、半径などを

問う、基礎的な問題である。

解法は手書き及びメインを参照として…、ポイントは、
・ローレンツ力Ｆは電荷×速度×磁束密度であり、本問では向心力となる。
（通常、方向はフレミングの左手の法則に従う）

・フレミングの左手の法則を適用するとき、電流は電子の移動方向と逆にとる。

・等速円運動で、速度ｖ０、半径ｒの時、円周は２πｒ。
→１周の時間（周期）Ｔは、２πｒ／ｖ０となる。

・遠心力はＦ＝ｍａを基に算出する、が、そこにはｘ－ｙ軸に分けた計算が必要。
（手書き参照。過去にもやってるし）

あたりです。

ちなみに、周期Ｔは、上記の通り円周２πｒを速度ｖ０で割ればよいので、

Ｔ＝２πｍ／Ｂｅ

となり、初速度には無関係となる。

問２ 半導体
【解説】
本問題は、真性半導体に、不純物として３価の元素を加え、ｐ形半導体とした場合の移動度、電流密度

、ｐ形、ｎ形半導体に関する基礎知識を問う問題である。

自由電子と正孔は、電気伝導を担うもので、キャリアと呼ばれ、自由電子は負キャリア、正孔は正キャ

リアとも呼ばれる。
（ちなみに、問の問題文に間違いがありましたね）

またまた、ポイントを。

・よく言うことですが、この類の問題では（定数が出る場合もあるけど）単位の換算で計算式が考えら

れます。本問では、電流がＣ／ｓ（電荷／秒）と定義される事さえ抑えれば、後は特に換算する必要も

なく電流密度（の式）は求まります。

・また、移動度の意味合いを考えてもＯＫ。移動度はある物質内を、あるエネルギー（ここでは電界）

に応じて、単位面積内を単位時間でどれだけ動けるか、を電荷の個数で表します。と言う事は、移動度

に電界と電荷を掛けると電流密度になる事がわかります。（日本語ではわかりにくいですね）

・ｐ形半導体では正孔が多数キャリアであり、ｎ＋》ｎ－

となり、ｎ－は無視できます。
逆に、ｎ形半導体では正孔が多数キャリアであり、ｎ－》ｎ＋

となり、ｎ＋は無視できます。

・ガリウム、ホウ素、インジウムなどが３価の不純物で、アクセプタという。

・ヒ素、リン、アンチモンなどが５価の不純物で、ドナーという。

以上ですかねぇ…。