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霍爾效應(yīng)的應(yīng)用,霍爾效應(yīng)的應(yīng)用

來(lái)源:整理 時(shí)間:2025-01-18 18:35:51 編輯:智能門(mén)戶(hù) 手機(jī)版

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1,霍爾效應(yīng)的應(yīng)用

最典型的應(yīng)用就是磁力計(jì)

霍爾效應(yīng)的應(yīng)用

2,霍爾效應(yīng)有哪些應(yīng)用及其優(yōu)點(diǎn)

霍爾效應(yīng)的測(cè)量仍是研究半導(dǎo)體性質(zhì)的重要實(shí)驗(yàn)方法。 利用霍爾效應(yīng),可以確定半導(dǎo)體的導(dǎo)電類(lèi)型和載流子濃度,利用霍爾系數(shù)和電導(dǎo)率的聯(lián)合測(cè)量,可以用來(lái)研究半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)(本征導(dǎo)電和雜質(zhì)導(dǎo)電)和散射機(jī)構(gòu)(晶格散射和雜質(zhì)散射),進(jìn)一步確定半導(dǎo)體的遷移率、禁帶寬度、雜質(zhì)電離能等基本參數(shù)。測(cè)量霍爾系數(shù)隨溫度的變化,可以確定半導(dǎo)體的禁帶寬度、雜質(zhì)電離能及遷移率的溫度特性。 根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾器件,可用于磁場(chǎng)和功率測(cè)量,也可制成開(kāi)關(guān)元件,在自動(dòng)控制和信息處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。

霍爾效應(yīng)有哪些應(yīng)用及其優(yōu)點(diǎn)

3,什么是霍爾效應(yīng)怎么利用霍爾效應(yīng)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

霍爾效應(yīng)是高中物理競(jìng)賽的內(nèi)容哦?;魻栃?yīng)實(shí)質(zhì)上是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖磁力的作用后發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的,當(dāng)霍爾電場(chǎng)力與洛侖磁力平衡時(shí),霍爾片的上下兩個(gè)平面間形成了恒定的電位差,利用這個(gè)電位差就可以測(cè)出磁感應(yīng)強(qiáng)度。我曾經(jīng)參加過(guò)競(jìng)賽培訓(xùn),所以比較了解,你想要詳細(xì)了解的話(huà)可以去這個(gè)網(wǎng)址看看。
霍爾效應(yīng)是高中物理競(jìng)賽的內(nèi)容哦.霍爾效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖磁力的作用后發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的,當(dāng)霍爾電場(chǎng)力與洛侖磁力平衡時(shí),霍爾片的上下兩個(gè)平面間形成了恒定的電位差,利用這個(gè)電位差就可以測(cè)出磁感應(yīng)強(qiáng)度.

什么是霍爾效應(yīng)怎么利用霍爾效應(yīng)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

4,如何應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度

用霍爾元件加步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行測(cè)量。 如果考慮自動(dòng)測(cè)量,可以接數(shù)據(jù)采集卡。
用霍爾元件加步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行測(cè)量。 如果考慮自動(dòng)測(cè)量,可以接數(shù)據(jù)采集卡。
應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度方法:在導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場(chǎng),使得導(dǎo)體中的電子受到洛倫茲力而聚集。在聚集起來(lái)的電子在兩板之間會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)e=u/b。 設(shè)導(dǎo)體為一個(gè)長(zhǎng)方體,長(zhǎng)度分別為a,b,c,磁場(chǎng)垂直ab平面。電流i = nqvbc,n為電荷密度。 根據(jù) qvb=qe=qu/b b=nqbcu/ib=nqcu/i當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí),載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng),從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生 電勢(shì)差。這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng),這個(gè)電勢(shì)差也被稱(chēng)為霍爾電勢(shì)差。

5,如何應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁感強(qiáng)度

一般來(lái)說(shuō),霍爾效應(yīng)是用來(lái)測(cè)載流子濃度的, 你加一個(gè)磁場(chǎng),加一個(gè)固定的電流強(qiáng)度,測(cè)電流垂直方向上的電壓。就可以得到霍爾系數(shù),取倒數(shù)就是ne得到載流子濃度。 反過(guò)來(lái),如果你要測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度,那你就要先知道載流子濃度,你可以通過(guò)一個(gè)先前的霍爾效應(yīng)測(cè)得載流子濃度(也可以查閱文獻(xiàn)),然后對(duì)于你要測(cè)得磁場(chǎng)強(qiáng)度,你就可以加磁場(chǎng),測(cè)垂直方向上的電壓,再把公式反過(guò)來(lái)用就行了。 但是我對(duì)測(cè)得精度很懷疑,你為什么不直接用高斯計(jì)測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度?
應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度方法:在導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場(chǎng),使得導(dǎo)體中的電子受到洛倫茲力而聚集。在聚集起來(lái)的電子在兩板之間會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)e=u/b。 設(shè)導(dǎo)體為一個(gè)長(zhǎng)方體,長(zhǎng)度分別為a,b,c,磁場(chǎng)垂直ab平面。電流i = nqvbc,n為電荷密度。 根據(jù) qvb=qe=qu/b b=nqbcu/ib=nqcu/i當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí),載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng),從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生 電勢(shì)差。這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng),這個(gè)電勢(shì)差也被稱(chēng)為霍爾電勢(shì)差。

6,怎樣用霍爾效應(yīng)判斷半導(dǎo)體種類(lèi)

霍爾效應(yīng)可以測(cè)定載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù),以及判斷材料的導(dǎo)電類(lèi)型,是研究半導(dǎo)體材料的重要手段。還可以用霍爾效應(yīng)測(cè)量直流或交流電路中的電流強(qiáng)度和功率以及把直流電流轉(zhuǎn)成交流電流并對(duì)它進(jìn)行調(diào)制、放大。用霍爾效應(yīng)制作的傳感器廣泛用于磁場(chǎng)、位置、位移、轉(zhuǎn)速的測(cè)量。 霍爾電勢(shì)差是這樣產(chǎn)生的:當(dāng)電流IH通過(guò)霍爾元件(假設(shè)為P型)時(shí),空穴有一定的漂移速度v,垂直磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生一個(gè)洛淪茲力 (3-14-1) 式中q為電子電荷。洛淪茲力使電荷產(chǎn)生橫向的偏轉(zhuǎn),由于樣品有邊界,所以有些偏轉(zhuǎn)的載流子將在邊界積累起來(lái),產(chǎn)生一個(gè)橫向電場(chǎng)E,直到電場(chǎng)對(duì)載流子的作用力FE=qE與磁場(chǎng)作用的洛淪茲力相抵消為止,即 (3-14-2) 這時(shí)電荷在樣品中流動(dòng)時(shí)將不再偏轉(zhuǎn),霍爾電勢(shì)差就是由這個(gè)電場(chǎng)建立起來(lái)的。 如果是N型樣品,則橫向電場(chǎng)與前者相反,所以N型樣品和P型樣品的霍爾電勢(shì)差有不同的符號(hào),據(jù)此可以判斷霍爾元件的導(dǎo)電類(lèi)型。 設(shè)P型樣品的載流子濃度為p,寬度為b,厚度為d。通過(guò)樣品電流IH=pqvbd,則空穴的速度v=IH/pqbd,代入(3-14-2)式有 (3-14-3) 上式兩邊各乘以b,便得到 (3-14-4) 稱(chēng)為霍爾系數(shù)。在應(yīng)用中一般寫(xiě)成 UH=KHIHB. (3-14-5) 比例系數(shù)KH=RH/d=1/pqd稱(chēng)為霍爾元件靈敏度,單位為mV/(mA·T)。一般要求KH愈大愈好。KH與載流子濃度p成反比。半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度遠(yuǎn)比金屬載流子濃度小,所以都用半導(dǎo)體材料作為霍爾元件。KH與片厚d成反比,所以霍爾元件都做的很薄,一般只有0.2mm厚。 由(3-14-5)式可以看出,知道了霍爾片的靈敏度KH,只要分別測(cè)出霍爾電流IH及霍爾電勢(shì)差UH就可算出磁場(chǎng)B的大小。這就是霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)的原理。
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