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霍尔效应测试仪原理

来源:http://www.lh-ky.com/news/15.html  发布时间 : 2018-06-11

霍尔效应测试仪原理
电流垂直于外磁场方向通过导体时,在同时垂直于电流和磁场方向上,导体两侧出现电势差的现象。它是1879年E.H.霍尔发现的。如果通过导体的电流密度为J,外磁场在导体中引起的磁感应强度为B,霍尔电势差VH相应的霍尔电场为EH,则有:
EH=RHJxB

式中比例系数RH称为霍尔系数,是导体材料的特征量。

对于金属,设沿x方向的电流密度Jx=-nevx,磁感应强度B沿z方向,速度为-vx的电子在磁场中受到的洛伦兹力Fy沿+y方向,即Fy=+evxBz。这样在导体的-y端积累负电荷,+y端有正电荷,产生霍尔电场EH,它作用于电子上的力为-eEH。两力平衡时电荷积累过程停止,满足-eEH+ evxBz=0,即:EH=vxBz=-1/ne(JxBz)
得霍尔系数:
RH=-1/ne
所以测量金属的霍尔效应可得到金属中传导电子的密度n。有些金属RH为正,这是空穴参与导电的结果。
对于N型的半导体,其霍尔系数RH=-1/ne。如果是P型半导体,由于空穴带正电荷,电流沿x方向,则电流密度Jx=ρevρ为空穴密度,其霍尔系数为RH=1/ρe。测量半导体的霍尔效应可判别材料的导电粒子的类型和密度。

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