A-9 図に示すように、断面積が[m3]、長さがl[m]、電子密度がσ[個/m3]、電子の移動度がμn[m2/(V•s)]のN形半導体に、V[V]の直流電圧を加えたときに流れる電流I[A]を表す式として、正しいものを下の番号から選べ。ただし、電流は電子によってのみ流れるものとし、電子の電荷の大きさをq[C]とする。
見たことある〜
類似問題はこちら…
https://penguin-appliedphysics.hatenablog.com/entry/2023/11/08/214419
数式を用いないで説明すると2択までは絞れます。
まず、大きくなれば電流が流れやすくなるパラメータとその逆の大きくなれば電流が流れにくくなるパラメータを探します。
基本的には、面積が大きくなれば道が広くなり電流は流れやすくなりますし、電子の移動度
が増えれば、活発になりますから電流は増えます。電子密度
が増えれば電子数が増えることになりますので、電流は増えます。また、言わずもがな電圧
が大きくなれば、オームの法則などを考えても、電流は増えます。また、そもそもで、電流とは単位時間あたりに流れる総電荷になります。あんおで、1個あたりの電子の電荷
が大きくなれば、電流は増えます。
逆に、半導体が長くなれば、抵抗が増えるようなものなので、電流は小さくなります。
すなわち、長さだけが分母にあるものを探せばよいです。
つまり、答えは4か5
ここで、4と5の単位をそれぞれ計算します。
4は、
5は、
先ほども言ったように、電流は電流とは単位時間あたりに流れる総電荷
です。
オームの法則的にも電圧の二乗は考えられませんね…
正解は5です！（イェーイ）
