霍尔系数 与半导体中载流子类型有何关系

只是用左手定则判断方向的问题。电场E加x方向，磁场B加z方向。将在+y或–y方向上产生横向电场Ey，Ey=Rh·J·B，比例系数Rh即为霍尔系数。对于p型半导体，空穴受洛伦兹力qvB，沿–y方向，空穴向–y方向偏转，在+y方向产生横向电场，稳定时qE–qvB=0，E=vB=JB/pq，霍尔系数Rh=E/JB=1/pq，大于0。对于n型半导体，电子漂移沿–x方向，洛伦兹力为–qvB，但根据左手定则(此时为电子，可以转化为空穴去判断力，再判断y方向的极性)霍尔电场沿–y方向，稳定时–qE–qvB=0，同理得霍尔系数Rh=–1/nq，小于0。知道霍尔系数Rh，有个简单的方法(中学都学过啦)测量y方向霍尔电压Vh=Rh·I·B/d，d是样品厚度，I是x方向电流，B是z方向磁场。搜索霍尔灵敏度如何计算n型掺杂和p型掺杂二极管必背口诀半导体未来5年会翻倍吗2020半导体还能涨多久霍尔系数的国际单位

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，以及判断材料的导电类型，是研究半导体材料的重要手段。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、放大。用霍尔效应制作的传感器广泛用于磁场、位置、位移、转速的测量。霍尔电势差是这样产生的：当电流IH通过霍尔元件（假设为P型）时，空穴有一定的漂移速度v，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。洛沦兹力使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，所以有些偏转的载流子将在边界积累起来，产生一个横向电场E，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，即（3－14－2）这时电荷在样品中流动时将不再偏转，霍尔电势差就是由这个电场建立起来的。如果是N型样品，则横向电场与前者相反，所以N型样品和P型样品的霍尔电势差有不同的符号，据此可以判断霍尔元件的导电类型。设P型样品的载流子浓度为p，宽度为b，厚度为d。通过样品电流IH＝pqvbd，则空穴的速度v＝IH／pqbd，代入（3－14－2）式有（3－14－3）上式两边各乘以b，便得到（3－14－4）称为霍尔系数。在应用中一般写成UH＝KHIHB. （3－14－5）比例系数KH＝RH／d＝1／pqd称为霍尔元件灵敏度，单位为mV/(mA·T)。一般要求KH愈大愈好。KH与载流子浓度p成反比。半导体内载流子浓度远比金属载流子浓度小，所以都用半导体材料作为霍尔元件。KH与片厚d成反比，所以霍尔元件都做的很薄，一般只有0.2mm厚。由（3－14－5）式可以看出，知道了霍尔片的灵敏度KH，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。这就是霍尔效应测磁场的原理。

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。

霍尔效应可用来判别多数载流子的类型，霍尔效应也可用来测量迁移率（霍尔系数与电导率的乘积就等于迁移率）。

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