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為什麼霍爾元要用半導體

發布時間: 2021-03-07 00:57:10

1. 為什麼霍爾元件不用金屬材料而是用半導體

因為霍爾電壓公式是E等於kBI/d,霍爾元件和等離子磁流體發電是一個原理的,其中公式的系數k1/n(n為導體單位橫截面積的載流子數)說到這里就能看出當BI一定時不同材料的k與d不同時霍爾電壓是不同的,當d做到很薄不能再薄(很厚)時只能通過改變k來提高(降低)霍爾電壓,

而一般材料的K基本是固定的或隨外界因素(溫度)改變的,這就是系數變數,而半導體導電是因為能在硅儲中摻雜的不同濃度的物質,

而這種摻雜使得半導體中的載流子濃度能受人為控制(也就是單位橫截面積的載流子數能人為控制)從而改變了K,其實這公式些就跟人們發現的電阻率公式類似,起到了對電子元件的微型化的作用。

(1)為什麼霍爾元要用半導體擴展閱讀:

霍爾元件應用霍爾效應的半導體。

所謂霍爾效應,是指磁場作用於載流金屬導體、半導體中的載流子時,產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。

當電流通過金屬箔片時,若在垂直於電流的方向施加磁場,則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯,而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈極強的霍爾效應。

由於通電導線周圍存在磁場,其大小和導線中的電流成正比,故可以利用霍爾元件測量出磁場,就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計製成霍爾電流感測器。其優點是不和被測電路發生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合於大電流感測。

若把霍爾元件置於電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中,則在該元件中將產生電流I,元件上同時產生的霍爾電位差和電場強度E成正比,如果再測出該電磁場的磁場強度,則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。

利用這種方法可以構成霍爾功率感測器,如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規律地布置在物體上,當裝在運動物體上的永磁體經過它時,可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號列可以感測出該運動物體的位移。若測出單位時間內發出的脈沖數,則可以確定其運動速度。

2. 為什麼霍爾元件多採用N型半導體材料製作

霍爾效應是一種磁敏效應,一般在半導體薄片的長度X方向上施加磁感專應強度為B的磁場,則在屬寬度Y方向上會產生電動勢UH,這種現象即稱為霍爾效應。UH稱為霍爾電勢,其大小可表示為:
UH=RH/d*IC*B
(1)
式中,RH稱為霍爾系數,由導體材料的性質決定;d為導體材料的厚度,IC為電流強度,B為磁感應強度。
設RH/d=K,則式(1)可寫為:
UH=K*IC*B
(2)
可見,霍爾電壓與控制電流及磁感應強度的乘積成正比,K稱霍爾系數。K值越大,靈敏度就越高;元件厚度越小,輸出電壓也越大。
霍爾系數:K=1/(n*q)式中,n為載流子密度,一般金屬中載流子密度很大,所以金屬材料的霍爾系數系數很小,霍爾效應不明顯;而半導體中的載流子的密度比金屬要小得多,所以半導體的霍爾系數系數比金屬大得多,能產生較大的霍爾效應,故霍爾元件不用金屬材料而是用半導體。而在半導體材料中,N型半導體材料的載流子遷移率比P型半導體材料大,所以霍爾元件多採用N型半導體材料製作。
希望對你有所幫助。

3. 為什麼霍爾元件用半導體材料

理論上,霍爾元抄件可以是半導體,也可以是導體。作為感測用途的霍爾元件,非常重要且具有實用價值的是感應元件的靈敏度,也就是相同電流和磁場下霍爾電勢的高低,半導體的霍爾電勢較高,靈敏度高,應用方便,測量精度高。

4. 霍爾元件為什麼採用半導體材料製造

1、半導體遷移率很高,電阻率適中,是製造霍爾元件的較理想材料。金屬的遷移率和電阻率均

很低,而不良導體電阻率雖高,但遷移率極小。因此霍爾元件一般採用半導體材料製造。

2、半導體,指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。一般半導體材料的能隙約為1至

3電子伏特,通過電子傳導或空穴傳導的方式傳輸電流。半導體在收音機、電視機以及測溫上有

著廣泛的應用。

3、霍爾元件是應用霍爾效應的半導體。它是一種基於霍爾效應的磁感測器,用它們可以檢測磁

場及其變化,可在各種與磁場有關的場合中使用。它的優點有結構牢固、體積小、重量輕、壽

命長、安裝方便、功耗小、頻率高、耐震動等一般用於電機中測定轉子轉速,如錄象機的磁

鼓,電腦中的散熱風扇等。

5. 為什麼霍爾元件一般採用N型半導體材料

霍爾效應是一種磁敏效應,一般在半導體薄片的長度x方向上施加磁感回應強度為b的磁場,則在答寬度y方向上會產生電動勢uh,這種現象即稱為霍爾效應。uh稱為霍爾電勢,其大小可表示為:
uh=rh/d*ic*b
(1)
式中,rh稱為霍爾系數,由導體材料的性質決定;d為導體材料的厚度,ic為電流強度,b為磁感應強度。
設rh/d=k,則式(1)可寫為:
uh=k*ic*b
(2)
可見,霍爾電壓與控制電流及磁感應強度的乘積成正比,k稱霍爾系數。k值越大,靈敏度就越高;元件厚度越小,輸出電壓也越大。
霍爾系數:k=1/(n*q)式中,n為載流子密度,一般金屬中載流子密度很大,所以金屬材料的霍爾系數系數很小,霍爾效應不明顯;而半導體中的載流子的密度比金屬要小得多,所以半導體的霍爾系數系數比金屬大得多,能產生較大的霍爾效應,故霍爾元件不用金屬材料而是用半導體。而在半導體材料中,n型半導體材料的載流子遷移率比p型半導體材料大,所以霍爾元件多採用n型半導體材料製作。
希望對你有所幫助。

6. 為什麼霍爾元件要用半導體製作

霍爾元件是利用半導體霍爾效應製作的,當然需要半導體了。

7. 霍爾元件為什麼要用半導體材料製作

所謂霍爾抄效應,是指磁場作襲用於載流金屬導體、半導體中的載流子時,產生橫向電位差的物理現象。當電流通過金屬箔片時,若在垂直於電流的方向施加磁場,則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。而半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯,因此多選用半導體材料製作。

8. 為什麼霍爾元件要選用半導體材料

主要原因是半導體材料的霍爾效應比較大。

9. 為什麼採用半導體材料制備霍爾元件

因為磁場作抄用於載流金屬導體襲、半導體中的載流子時,產生橫向電位差的物理現象。

霍爾效應為磁場作用於載流金屬導體、半導體中的載流子時,產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。

當電流通過金屬箔片時,若在垂直於電流的方向施加磁場,則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯,而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈極強的霍爾效應。由於通電導線周圍存在磁場,其大小和導線中的電流成正比,故可以利用霍爾元件測量出磁場。

(9)為什麼霍爾元要用半導體擴展閱讀:

霍爾元件的相關情況:

1、磁場的一個磁極靠近它,輸出低電位電壓(低電平)或關的信號,磁場磁極離開它輸出高電位電壓(高電平)或開的信號,正面感應磁場S極,反面感應N極。

2、因為磁場有兩個磁極N、S(正磁或負磁),所以兩個磁極分別控制雙極性霍爾開關的開和關(高低電平),它具有鎖定的作用,也就是說當磁極離開後,霍爾輸出信號不發生改變。

3、在靜態(無磁場)時,從理論上講,輸出應等於在工作電壓及工作溫度范圍內的電源電壓的一半。增加南極磁場將增加來自其靜態電壓的電壓。

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