为什么半导体中霍尔效应特别显著

霍尔效应是载流子在磁场作用（洛伦兹力作用）下而偏离电场方向所产生的一种现象。霍尔电压与电场和磁场成正比，其比例系数称为霍尔系数；霍尔系数与载流子浓度成反比，所以非简并半导体的霍尔效应较显著，而简并半导体和金属的霍尔效应就较弱。

因为霍尔效应中需要产生一个平衡洛伦兹力作用的横向电压，电阻率越高（载流子浓度越低）的半导体，其中越容易产生出这个电压，所以半导体的霍尔效应要比金属的强。

霍尔效应在1879年被美国物理学家霍尔发现，当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，导体中会产生一个与电流方向及磁场方向均垂直的电势差。且电势差的大小与磁感应强度的垂直分量及电流的大小成正比。在半导体中，霍尔效应更加明显。霍尔效应的原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场EH。电流IS通过N型或P型霍尔元件，磁场B方向与电流IS方向垂直，且磁场方向由内向外，对于N型半导体及P型半导体，分别产生的方向如左图和右图的霍尔电场EH（据此，可以判断霍尔元件的属性——N型或P型）。霍尔电势差EH阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力FE与洛仑兹力FB相等时，霍尔元件两侧电荷的积累就达到动态平衡。

因为霍尔电压公式是E等于kBI/d，霍尔元件和等离子磁流体发电是一个原理的，其中公式的系数k1/n（n为导体单位横截面积的载流子数）说到这里就能看出当BI一定时不同材料的k与d不同时霍尔电压是不同的，当d做到很薄不能再薄（很厚）时只能通过改变k来提高（降低）霍尔电压，

而一般材料的K基本是固定的或随外界因素（温度）改变的，这就是系数变量，而半导体导电是因为能在硅储中掺杂的不同浓度的物质，

而这种掺杂使得半导体中的载流子浓度能受人为控制（也就是单位横截面积的载流子数能人为控制）从而改变了K，其实这公式些就跟人们发现的电阻率公式类似，起到了对电子元件的微型化的作用。

扩展资料：

霍尔元件应用霍尔效应的半导体。

所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。

当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈极强的霍尔效应。

由于通电导线周围存在磁场，其大小和导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。

若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。

利用这种方法可以构成霍尔功率传感器,如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。

参考资料：百度百科-霍尔元件

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