霍尔效应是怎样的？

Question

如题所述

Answer 1

　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。
　　由于：

　　FE=eEH，FB=evB，

　　因此：

　　eEH=eVB　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （1）
　　设试样的宽为b，厚度为d，载流子浓度为n ，则：

　　IS=nevbd　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2）
　　由（1）、（2）式可得：
　　霍尔电势差UH=EHb=(1/ne)(ISB/d)=RH(ISB/d)
　　RH=1/ne是材料的霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
　　对于固定霍尔元件，厚度d固定，记KH为霍尔元件的霍尔系数，可得：

　　UH=KHISB　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3）

　　即：霍尔电势差UH与电流IS及磁感应强度B成正比。