霍尔效应

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,允许直流电通过它，然后电场在金属或半导体样品的边缘形成。这种现象叫做霍尔效应。

霍尔效应的解释

假设把一块金属放在磁场中。磁场垂直于金属或半导体样品。现在，直流电通过金属或半导体样品的方式，电流的流动方向是沿着x轴的正方向。

磁场的作用是沿着z轴的正方向。根据几何坐标，x轴、y轴和z轴相互垂直。因此，载流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轴正方向流动的载流子会受到磁力的作用而被向下推。在n型半导体中，主要的载流元件是电子，因此这些电子将被向下推。在说明霍尔效应的图表中，很明显，底面编号为1，上表面编号为2。

因此，在n型半导体中，当半导体板放置在磁场中时，半导体的下表面相对于上表面变得更负，即表面1相对于表面2是负的。

在p型半导体的情况下，底面相对于顶面会有更多的正电荷，也就是说，表面1相对于表面2会有更多的正电荷。载流子的积累将产生电场。因此，电场将垂直于磁场作用的方向和电流流动的方向。

霍尔效应的数学表达式

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，就可以确定电荷密度的值_H和w。

霍尔系数:霍尔系数可以定义为霍尔场/单位电流密度/单位磁场。数学上可以这样给出:-

在非本征半导体中，载流载流子是一种类型的电子或空穴，就像在n型半导体中载流子是电子，在p型半导体中载流子是空穴。因此，电导率(σ)为:-

迁移率(μ)、电导率(σ)和霍尔系数(R_H)可以定义为:-

考虑到载流子以平均漂移速度v运动，而实际情况下载流子速度的热分布是随机的。因此，根据这种随机分布，可以将上述方程重新定义为:-

大厅角度:结果电场(E)由于x方向的电场(Ex)和y方向的霍尔场(E_H)与电场在x方向上形成一定的角度(Ex)。这就是所谓的厅角。这个角表示为ⱷ_H。

霍尔效应的应用

的各种应用霍尔效应如下:-

1. 确定极性:它用于确定半导体的类型是n型还是p型。
2. 测定载流子浓度:它用于确定电子和孔浓度。
3. 确定导电率:霍尔效应用于确定材料的电导率，从而可以计算其移动性。
4. 测量位移和电流:它用于测量机械传感器中的位移和电流。
5. 功率测量:电磁波中的功率测量可以借助霍尔效应来完成。

霍尔效应在各种传感器件中都具有重要意义。因此，了解它的工作细节是很重要的。