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霍尔元件为什么要用半导体材料制作?

文章出处:未知 人气:-发表时间:2019-05-11 16:12
霍尔效应是一种磁敏效应,一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在宽度Y方向上会产生电动势UH,这种现象即称为霍尔效应。UH称为霍尔电势,其大小可表示为:
UH=RH/d*IC*B (1)
式中,RH称为霍尔系数,由导体材料的性质决定;d为导体材料的厚度,IC为电流强度,B为磁感应强度。
设RH/d=K,则式(1)可写为:
UH=K*IC*B (2)
 
可见,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,K称霍尔系数。K值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。
 
霍尔系数:K=1/(n*q)式中,n为载流子密度,一般金属中载流子密度很大,所以金属材料的霍尔系数系数很小,霍尔效应不明显;
 
而半导体中的载流子的密度比金属要小得多,所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多,能产生较大的霍尔效,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体!

霍尔元件是运用了霍尔效应的一种元件。
 
霍尔效应是一种特殊的磁感效应,即在一个半导体薄片的一部分加上一个磁场,则半导体片的另一部分就会产生一个电动势,这就是霍尔效应。
 
在霍尔效应中,U=RH/d*I ,RH称为霍尔系数,由导体材料的性质决定;d为导体材料的厚度,I为电流强度,B为磁感应强度。
 
变形一下公式可以得到U=K*I*B 所以,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,K称霍尔系数。K值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。  
 
一般半导体的霍尔系数远大于金属材料,所以霍尔元件用的是半导体。

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