为什么霍尔元件都用半导体材料制成而不用金属材料？

一般金属中载流子密度很大，所以金属材料的霍尔系数系数很小，霍尔效应不明显；而半导体中的载流子的密度比金属要小得多，所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多，能产生较大的霍尔效应，故霍尔元件不用金属材料而是用半导体。

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。

金属电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上的不同在于电阻变化的原因不同：

金属电阻丝应变片是导体的形状变化从而引起阻值相应的变化。

半导体应变片是半导体的电阻率发生变化从而引起电阻相应的变化。

（1）电阻应变片，是由用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片中(基底)制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。电阻应变片有多种形式，常用的有丝式和箔式。

（2）利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件，又称半导体应变片。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象(见压阻式传感器)。半导体应变片需要粘贴在试件上测量试件应变或粘贴在d性敏感元件上间接地感受被测外力。利用不同构形的d性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。

（3）半导体应变片与电阻应变片相比，具有灵敏系数高(约高 50~100倍)、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。P型和N型硅的灵敏系数符号相反，适于接成电桥的相邻两臂测量同一应力。早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成，称为体型半导体应变片。

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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