什么是霍尔效应?霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关?影响霍尔电势的因素有哪些?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-30
什么是霍尔效应?霍尔电动势与哪些因素有关?

在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场,那么,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势UH(称为霍尔电势电压),这种现象称为霍尔效应

霍尔电动势的大小正比于控制电流和磁感应强度。如知果流过的电流越大,则电荷量就越多,霍尔电动势越高;如果磁感应强度越强,电子受到的洛仑兹力也越大,电子参与偏转的数量就越多,霍尔电动势也越高。此道外,薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度对霍尔电动势的大小也会有影响。

霍尔电压(一般称霍尔电势)的大小和方向与下述因素有关:
1、激励电流I
2、与激励电流垂直的磁感应强度分量B
3、器件材料(决定灵明度系数K)
4、霍尔电势的方向还与半导体是P型还是N型有关,两者方向相反
设霍尔电势为EH
则:EH=KIB
注:B为与电流垂直的磁感应强度分量

霍尔效应[1]是磁电效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。
霍尔效应的原理
导体中的电荷在电场作用下沿电流方向运动,由于存在垂直于电流方向的磁场,电荷受到洛伦兹力,产生偏转,偏转的方向垂直于电流方向和磁场方向,而且正电荷和负电荷偏转的方向相反,这样就产生了电势差。 补充上面的人: 正电荷与负电荷偏转的方向是相同的,只是因为导体中导电的是电子,所以只有电子偏转,才会有在两面有电压。 在半导体中,有两种载流子(空穴与自由电子),而它们的偏转方向是相同的,产生的电压也只是多数载流子与少数载流子之差,即表现了多数载流子的效果。正是因为这样,所以才能利用霍尔效应来判断N、P型半导体。 上面作补充这位: 正负电荷的偏转方向是相同的,你从哪里听说的呢? 另外,导体能够导电,是导体中的电子在外电场作用下作定向运动的结果,但一般并不会说来固体导电就是全靠电子,因为在原子的能带结构里面,在价带中(导体的价带是半满带)电子可以在外电场的作用下作定向运动,而因为导体的价带中电子是半满的,所以才不分少子和多子,也就是大家习惯说的“导体中导电的是电子”。但是对于半导体甚至绝缘体,在价带是满带,也就是全被电子所占据,在一定的条件先,价带中的电子跃迁到导带中,成为自由电子,而在价带中留下一些“空洞”,这些“空洞”我们习惯成“空穴”(也就是大家平常说的“正电子”,它带正电),但实质上,是没有空穴这种东西的,只不过是在半导体中,为了简单化的描述它的一些特性或原理,大家喜欢用数量小的东西去描述,以简单化,才出来“空穴”这个东西。但话说回来,如果从最最本质的导电原理来说,确实导电都是电子做定向运动的结果,但我们一般不会这么说。 但是你说两种载流子的偏转方向相同,这肯定不对,他们一个带正电,一个负电,受到的力的作用刚好相反。 补充: 但是两种载流子的速度方向是相反的,所以综合起来若电流方向确定,不同载流子(空穴与电子)受到的力是同一方向的,偏转方向相同,但由于带电类型不同,故两种情况AB电势差正负相反。故因此可通过测AB两端电压极性,判断材料导电类型(如N型半导体多数载流子为电子,P型多数载流子为空穴),由上图就可以得到很好的阐释

  • 什么是霍尔效应
    答:1、霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差...
  • 什么是霍尔效应?霍尔电压与哪些因素有关?
    答:当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。霍尔电压VH=RH*Ix*Bz/d,其中RH是霍尔常数,与材料的性质种类有关,Ix是x方向的电流,Bz是z方向的磁场,d是材料的厚度。此时将会产生Y方向的电压。
  • 霍尔效应是如何产生的?霍尔电压的大小与哪些因素有关?
    答:现在阐述霍尔效应的原理:以p型半导体为例,当沿ox方向加电场Ex时,空穴漂移速度为vx,电流密度为Jx=pqvx,在垂直磁场Bz的作用下,空穴受到洛伦兹力qv*B,方向沿-y方向,大小为qvxBz.空穴在洛伦兹力的作用下向-y方向偏转,如同附加一个横向电流,因而在样品两端引起电荷积累,即产生了电势差.霍尔电压VH=R...
  • 什么是霍尔效应?霍尔效应指的是什么
    答:1、霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。2、当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔...
  • 什么是霍尔效应?简述霍尔电流表的工作原理
    答:霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。
  • 什么是霍尔效应用什么原理来解析霍尔效应产生的机理
    答:霍尔效应的微观机理:与产生磁阻效应的微观机理相同,均为半导体中的自由电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用所致。导体中的电荷在电场作用下沿电流方向运动,由于存在垂直于电流方向的磁场,电荷受到洛伦兹力,产生偏转,偏转的方向垂直于电流方向和磁场方向,而且正电荷和负电荷偏转的方向相反,这样就产生了...
  • 什么是霍尔效应?为什么会有副效应?
    答:霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。
  • 什么是霍尔效应
    答:霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能...
  • 什么是霍尔效应?
    答:电势差测量:使用电路连接霍尔元件的两个电极,在电路中加入电压源,将电势差转换为电压信号。然后通过电压表或示波器等设备测量电势差的大小。通过测量电势差的数值,可以推算出磁场的强度和方向。霍尔效应测磁场的实验原理基于霍尔效应的精确线性关系,因此具有较高的测量精度和灵敏度。霍尔效应测磁场的实验...