金属和半导体中的霍尔效应是什么
霍尔效应是由美国物理学家埃德温·H·霍尔于1879年提出的。它是基于对电磁场的测量。它也被称为普通霍尔效应。当载流导体垂直时。。。
霍尔效应是由美国物理学家埃德温·H·霍尔于1879年提出的。它是基于对电磁场的测量。它也被称为普通霍尔效应。当载流导体垂直于磁场时，产生的电压与电流路径成直角进行测量。其中电流与管道中的液体流动相似。首先将其应用于化学样品的分类。其次，它适用于霍尔效应传感器，用于测量磁体的直流场，传感器保持静止。
霍尔效应原理
霍尔效应被定义为载流导体两端产生的电压差，该电压差横向于导体中的电流和垂直于电流的外加磁场。
霍尔效应=感应电场/电流密度*施加的磁场–(1)
霍尔效应理论
电流是指带电粒子在导电介质中的流动。流动的电荷可以是负电荷-电子“e-”/正电荷-空穴“+”。
实例
考虑长度为L的薄导电板，并将板的两端与电池连接。其中一端从电池的正极端连接到板的一端，另一端从电池负极端连接到片的另一端。现在我们观察到，电流开始从负电荷流向极板的正端。由于这种运动，产生了一个磁场。
洛伦兹力
例如，如果我们在导体附近放置一个磁性裸露物，磁场会干扰电荷载流子的磁场。这种扭曲载流子方向的力被称为洛伦兹力。
因此，电子将移动到平板的一端，空穴将移动到板的另一端。这里用万用表测量极板两侧之间的霍尔电压。这种效应也被称为霍尔效应。其中电流与偏转的电子成正比，而偏转的电子又与两个极板之间的电势差成正比。
电流越大，偏转的电子就越大，因此我们可以观察到板之间的高电势差。
霍尔电压与电流和施加的磁场成正比。
VH=I B/q n d—– ( 2 )
I–传感器中的电流
B–磁场强度
q–费用
n–单位体积的电荷载流子
d–传感器的厚度
霍尔系数的推导
设电流IX为电流密度，JX乘以导体的修正面积wt。
IX=JX重量=n q vx重量———-( 3 )
根据欧姆定律，如果电流增加，磁场也会增加。其给出为
JX=σEX, ————( 4 )
式中σ=导体中材料的电导率。
考虑到上面将磁条与导体成直角放置的例子，我们知道它会受到洛伦兹力。当达到稳定状态时，在任何方向上都不会有电荷流动，
EY=Vx Bz, ————–( 5 )
EY–电场/y方向上的霍尔场
Bz–z方向的磁场
VH=–Ş0w EY天=–EY w----（6）
VH=–（（1/n q）IX Bz）/t，---–（7）
式中RH=1/nq----（8）
霍尔效应单位：m3/C
霍尔移动性
µp或µn=σn R H———— ( 9 )
霍尔迁移率定义为µp或µn是由于电子和空穴而产生的电导率。
磁通密度
它被定义为与磁通量方向成直角的区域中的磁通量。
B=VH d/相对湿度I——– ( 1 0 )
金属和半导体中的霍尔效应
根据电场和磁场，在介质中移动的电荷载流子由于载流子和杂质之间的散射以及正在经历振动的材料的载流子和原子而经历一些阻力。因此，每个载流子都会散射并失去能量。可以用以下方程表示
F延迟=–百万伏/吨, ————– ( 1 1 )
t=散射事件之间的平均时间
根据牛顿秒定律，
M（dv/dt）=（q（E+v*B）–M v）/t——( 1 2 )
m=载体质量
当出现稳态时，参数“v”将被忽略
如果“B”沿着z坐标，我们可以得到一组“v”方程
vx=（qT Ex）/m+（qT BZ vy）/m———– ( 1 3 )
vy=（qT Ey）/m–（qT BZ vx）/m———— ( 1 4 )
vz=质量T Ez/m———- ( 1 5 )
我们知道Jx=n q vx————— ( 1 6 )
代入上述方程，我们可以将其修改为
Jx=（σ/（1+（wc t）2））（Ex+wc t Ey）———– ( 1 7 )
J y=（σ*（Ey–wc t Ex）/（1+（wc t）2) ———- ( 1 8 )
Jz=σEz———— ( 1 9 )
我们知道
σn q2吨/米———– ( 2 0 )
σ=电导率
t=松弛时间
和
wc质量Bz/m————– ( 2 1 )
wc=回旋加速器频率
回旋加速器频率定义为电荷旋转的磁场频率。这就是这个领域的力量。
这可以在以下情况下解释，以了解它是否不强和/或“t”是否短
情况（i）：如果wc t<<1
它表示弱场极限
情况（ii）：如果wc t>>1
它表示强场极限。
优势
霍尔效应的优点包括以下几点。
- 操作速度高，即100 kHz
- 操作循环
- 测量大电流的能力
- 它可以测量零速度。
缺点
霍尔效应的缺点包括以下几点。
- 它无法测量大于10cm的电流
- 温度对载流子有很大的影响，这是成正比的
- 即使在没有磁场的情况下，当电极处于中心时也会观察到小电压。
霍尔效应的应用
霍尔效应的应用包括以下几个方面。
- 磁场传感器
- 用于乘法
- 对于直流测量，它使用霍尔效应钳测试仪
- 我们可以测量相位角
- 我们还可以测量线性位移传感器
- 航天器推进
- 电源感应
因此，霍尔效应是基于电磁原理的。在这里我们看到了霍尔系数的推导，也看到了金属和半导体中的霍尔效应。这里有一个问题，霍尔效应如何适用于零速运行？