源于半导体中的直接跃迁和间接跃迁:在k空间中,能量是波矢k的函数,如何理解k空间?

源于半导体中的直接跃迁和间接跃迁:在k空间中,能量是波矢k的函数,如何理解k空间?,第1张

晶体电子不是真空中的自由电子,具有波动性,则其状态不能简单地采用坐标和动量来表征,而可以采用所谓波矢——晶体动量k来表征。由k的三个分量(kx、ky、kz)所构成的空间就是所谓k空间,该空间与正常空间的量纲是互逆的,故k空间是倒易空间,即正格子空间的倒空间;k空间中的一个代表点就对应电子的一个状态。

晶体电子的状态数目是有限的,其数目就等于k空间中一个原胞中代表点的数目;这个倒易空间的原胞就称为Bullouin区。

由于晶体电子是处于能带的状态。对于一个能带,每一个波矢k就代表该能带中电子的一种状态,对应有相应的一个能量本征值(一条能级)。而晶体有很多高低不同的能带,故一个k就对应于不同能带中的不同能级,即具有多个能量本征值。

所以,对于一个晶体电子所处的状态,需要指明它是属于哪一个能带、哪一个波矢k,这才是一种完整的表述。

霍尔元件灵敏度KH一般在0.1~0.5mV/(mA.G)。

霍尔元件的灵敏度与霍尔系数成正比,而与霍尔元件的厚度δ成反比,即KH=RH/δ,单位为mV/(mA.G),它通常可以表征霍尔常数。另外,如果是指大学物理里的霍尔实验那个灵敏度值,具体还得看实验用具。

实际的霍尔元件,通常分为开关型或线性型两种,开关型一般不标称灵敏度,而线性型通常电流I由内部电路决定。因此,灵敏度的定义发生了变化。

线性型霍尔元件中,从原理上看,由VH=KHIB变为VH=KHB,单位变为mV/G,此时灵敏度一般在1~5mV/G 左右。

扩展资料

元件特性:

1、霍尔系数(又称霍尔常数)RH

在磁场不太强时,霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比,与霍尔片的厚度δ成反比,即UH =RH*I*B/δ,式中的RH称为霍尔系数,它表示霍尔效应的强弱。 另RH=μ*ρ即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。

2、霍尔灵敏度KH(又称霍尔乘积灵敏度)

霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度δ成反比,即KH=RH/δ,它通常可以表征霍尔常数。

3、霍尔额定激励电流

当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激励电流称为额定激励电流。

4、霍尔最大允许激励电流

以霍尔元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。

5、霍尔输入电阻

霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。

6、霍尔输出电阻

霍尔输出电极间的电阻值称为输出电阻。

7、霍尔元件的电阻温度系数

在不施加磁场的条件下,环境温度每变化1℃时,电阻的相对变化率,用α表示,单位为%/℃。

8、霍尔不等位电势(又称霍尔偏移零点)

在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。

参考资料来源:百度百科-霍尔元件

原因一:霍尔效应中,电子空穴载流子是在电场作用下运动,即是漂移电流,所以运动方向是相反的。在垂直磁场作用下,电子空穴偏转方向是相同的,所以霍尔电场是互相抵消的,故采用一种载流子的。

原因二:由于电子的有效质量小,迁移率高,在同样强度电场作用下,漂移速度大,所受洛伦兹力大,霍尔角大,霍尔效应明显,在很小磁场下,就可以观察到霍尔效应!


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