定义:当一块金属或半导体放置在磁场中时,更精确地横向磁场,允许直流通过它,然后电场通过金属或半导体样本的边缘开发。这种现象被称为霍尔效应。
霍尔效应的解释
考虑一块金属置于磁场中。并且磁场垂直于金属或半导体样品。现在,直流通过金属或半导体样品,使得电流流动沿X轴的正方向的方式。
磁场以这样的方式施加,磁场沿Z轴的正方向作用。根据坐标几何形状,X轴,Y轴和Z轴彼此垂直。因此,电流承载路径垂直于磁场作用的路径。
磁场作用沿正Z方向作用,因此北极可以向上向向上视为金属板,南极可以向下视为金属板。因此,当电流开始在金属板中流动时,电荷载流子将经历由磁场施加的力。
沿X轴的正方向流动的电荷载体将被向下推动由于磁力向下推动。在N型半导体中,主电流承载部件是电子,因此这些电子将被向下推动。在图中,说明霍尔的效果是非常明显的,底表面为编号1,上表面编号为2。
因此,在N型半导体中,当半导体板置于磁场中时,半导体的底表面相对于顶表面即,表面1相对于表面2将是负的。
在p型半导体的情况下,相对于顶表面即,底表面将更为正为正为正面。表面1将相对于表面2更正为正。电荷载体的这种累积将产生电场。因此,电场将垂直于两者,磁场作用的方向和电流流动的方向。
霍尔效应的数学表达
在平衡状态下,由于霍尔效应导致的电场产生的电磁场施加在电荷载体上的电力,将平衡由于磁场引起的电荷载体上施加的磁力。
因此,如果我们知道B,I,V的值,可以确定电荷密度的值H和w。
霍尔共同效率:霍尔系数可以定义为每单位磁场每单位电流密度的霍尔场。在数学上,可以给出: -
在外部半导体中,电流承载电荷载体是一种类型的电子或孔,如在N型半导体中,电荷载波是电子和P型半导体,电荷载体是孔。因此,电导率(σ)给出: -
移动性(μ),电导率(σ)和霍尔的共同效率之间的关系(rH)可以定义为: -
通过考虑电荷载波与平均漂移速度v移动来得出上述等式。虽然电荷载波在实际情况下具有随机热分布速度。因此,根据这种随机分布可以重新定义上述等式: -
大厅角度:合成的电场(e)(由于在X方向(EX)和霍尔领域的电气归档,作用在Y方向(E.H))用X方向(例如)归档的电气产生一定的角度。这就是所谓的大厅角度。这个角度是表示的ⱷH。
霍尔效应的应用
各种应用霍尔效应如下面所述:-
- 确定极性:它用于确定为n型或p型的半导体类型。
- 确定载体浓度:它用于确定电子和孔浓度。
- 确定导电性:霍尔效应用于确定材料的电导率,从而可以计算其移动性。
- 测量位移和电流:它用于测量机械传感器中的位移和电流。
- 功率测量:在霍尔效应的帮助下可以进行电磁波中的功率测量。
霍尔效应在各种传感装置中具有重要意义。因此,了解其详细工作是很重要的。
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