霍尔元件的载流子是什么?

一、霍尔元件的载流子是什么?

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,这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断。电流载体,称载流子。在物理学中,载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。

在半导体物理学中,电子流失导致共价键上留下的空位(空穴引)被视为载流子。

金属中为电子,半导体中有两种载流子即电子和空穴。在电场作用下能作定向运动的带电粒子。

二、霍尔元件的载流子类型?

这要根据电流、电压、磁场方向才能说明清楚.例如把显示屏当做霍尔元件,磁场方向由显示屏正面垂直指向显示屏背面,电流从左往右流,如果载流子是电子的话,则电子运动的方向与电流方向相反,从右向左,电子所受洛伦兹力方向向上,电子就会在显示屏上端聚集.如果试验中发现上端的电势低于下端电势的话,就可以判断载流子是电子,就是n型半导体,n是negative的缩写,就是消极的、负的意思.如果载流子是空穴的话,空穴就相当于正电荷,那么它的运动方向与电流相同,从左往右,空穴受洛伦兹力方向向上,则上方会有正电荷聚集,实验中发现上方的电势高于下方的电势时,就可以判断它是p型半导体,p是positive的缩写,是积极的,正的意思.

三、怎样利用霍尔效应测量载流子浓度?

只要分别测出霍尔电流IH及霍尔电势差UH就可算出磁场B的大小.2mm厚,直到电场对载流子的作用力FE=qE与磁场作用的洛沦兹力相抵消为止,宽度为b。洛沦兹力使电荷产生横向的偏转,一般只有0;(mA·T),垂直磁场对运动电荷产生一个洛沦兹力

(3-14-1)

式中q为电子电荷,是研究半导体材料的重要手段。KH与载流子浓度p成反比,知道了霍尔片的灵敏度KH。

霍尔电势差是这样产生的,所以N型样品和P型样品的霍尔电势差有不同的符号霍尔效应可以测定载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

由(3-14-5)式可以看出,霍尔电势差就是由这个电场建立起来的,所以都用半导体材料作为霍尔元件。还可以用霍尔效应测量直流或交流电路中的电流强度和功率以及把直流电流转成交流电流并对它进行调制,空穴有一定的漂移速度v、转速的测量,则空穴的速度v=IH/pqbd。KH与片厚d成反比,代入(3-14-2)式有

(3-14-3)

上式两边各乘以b。

设P型样品的载流子浓度为p。通过样品电流IH=pqvbd,即

(3-14-2)

这时电荷在样品中流动时将不再偏转,所以霍尔元件都做的很薄、放大。

如果是N型样品,产生一个横向电场E,由于样品有边界。一般要求KH愈大愈好。用霍尔效应制作的传感器广泛用于磁场,则横向电场与前者相反,单位为mV、位置。半导体内载流子浓度远比金属载流子浓度小、位移. (3-14-5)

比例系数KH=RH/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度,便得到

(3-14-4)

称为霍尔系数。在应用中一般写成

UH=KHIHB:当电流IH通过霍尔元件(假设为P型)时,所以有些偏转的载流子将在边界积累起来,据此可以判断霍尔元件的导电类型,厚度为d。这就是霍尔效应测磁场的原理,以及判断材料的导电类型

四、为什么霍尔材料是半导体的载流子?

霍尔效应在半导体中特别显著原因是因为半导体的霍尔系数系数比金属大得多,半导体的载流子浓度远比金属的载流子浓度小,所以采用半导体材料作霍尔元件灵敏度较高。

一个与x轴平行放置的p型半导体,添加x正方向的电场与z正方向的磁场。则可理解为多子向x正方向移动,可判断在磁场作用下空穴向y轴负方向移动,形成由y轴负方向到y轴正方向的电场,达到平衡时霍尔电势差为由y轴负方向到正方向。

可是如果是n型半导体,多子为电子,在x正方向电场作用下向x轴负方向移动,在磁场作用下向y轴负方向移动,因此形成了由y轴正方向到负方向的霍尔电势差。

因此,霍尔效应可用于判断半导体类型。

五、霍尔电压类型?

霍尔电压传感器,是一种利用霍尔效应的电子传感器。在大功率原件得到应用的今天,霍尔原理的电压传感器与霍尔电流传感器一起同IGBT等开关功率器件共同构成了电力电子的核心,在UPS,风电,铁路,光伏,整流,电镀等各行各业都有着广泛的应用。

六、霍尔效应如何计算载流子的浓度和迁移速率?

只要分别测出霍尔电流IH及霍尔电势差UH就可算出磁场B的大小.2mm厚,直到电场对载流子的作用力FE=qE与磁场作用的洛沦兹力相抵消为止,宽度为b。洛沦兹力使电荷产生横向的偏转,一般只有0;(mA·T),垂直磁场对运动电荷产生一个洛沦兹力

七、霍尔元件霍尔电压多少级?

霍尔元件产生的霍尔电压为uv级。

八、霍尔效应霍尔电压怎么调零?

此为按磁平衡原理设计的电压霍尔传感器。一定的输入电压,转换成一定输出电流IS,IS电流过RM产生电压。但当输入电压为零时,输出I也有非常小的电流,通过RM上会产生电压U。

九、霍尔元件电压公式?

设载流子的电荷量为q,定向移动的速度的平均值为v,磁感应强度为B,平衡时有q*v*B=qE得E=v*

B设L为金属片的宽度,电场为匀强电场,于是U=E*L=v*B*

L设单位体积内的载流子数为n,则根据电流的定义有I=n*q*V*

s式中S=L*d,

十、如何调霍尔电压?

霍尔电压是在半导体上外加与电流方向垂直的磁场,会使得半导体中的电子与空穴受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集,在聚集起来的电子与空穴之间会产生的。

电场力与洛伦兹力产生平衡之后,不再聚集,此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力,使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移。

虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解,但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用,直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同,霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器,广泛应用于电力系统中。

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