為什麼霍爾元件要選用半導體材料

『壹』 為什麼霍爾元件採用半導體材料而不是用導體材料

霍爾效應是一種磁敏效應，一般在半導體薄片的長度X方向上施加回磁感應強度為B的磁場，則答在寬度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,故霍爾元件不用金屬材料而是用半導體!
參考資料：《物理學基本教程》高等教育社出版

『貳』 為什麼霍爾元件一般採用N型半導體材料

原因一：霍爾效應中，電子空穴載流子是在電場作用下運動，即專是漂移電流，所以運動方屬向是相反的。在垂直磁場作用下，電子空穴偏轉方向是相同的，所以霍爾電場是互相抵消的，故採用一種載流子的。
原因二：由於電子的有效質量小，遷移率高，在同樣強度電場作用下，漂移速度大，所受洛倫茲力大，霍爾角大，霍爾效應明顯，在很小磁場下，就可以觀察到霍爾效應！
自己的理解，希望你能滿意！

『叄』 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方向上施加磁感應強度為專B的磁場，則在寬屬度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

『肆』 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。

(4)為什麼霍爾元件要選用半導體材料擴展閱讀：

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。

『伍』 為什麼霍爾元件要選用半導體材料

因為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。只有半導體遷移率很高，電阻率適中，是製造霍爾元件的理想材料。

『陸』 霍爾效應為什麼要用半導體材料，而且要求很薄啊

為實驗 的要求 ，是被碰撞的物體呈單平面，這樣為了使能量的去向有可被測性，而且使實驗有重復性，真實性

『柒』 製造霍爾元件時為什麼用半導體材料

由於半導體材料表來面電自子少，所以在外電場作用下，電勢會降落在整個材料上，這樣在另一個方向上加磁場時就會在與B和電流I都垂直的面上聚集載流子而形成電場。若是金屬材料，則抵抗電場的只是其表面聚集大量的電子，從而形成反向電場，與內部沒關系。
之所以要求很薄是因為要使B能均勻且足夠強地充分作用在霍爾元件上，暢揣扳廢殖肚幫莎爆極使Hall效應得到增強。
自己的理解，希望你滿意

『捌』 為什麼霍爾元件都用半導體材料製成而不用金屬材料

霍爾元件都用半導體材料製成而且一般都為n型半導體載流子為導帶電子，與金屬材料的導電粒子為自由電子，似乎一樣。但是你知道，金屬在外電場作用下，抵抗電場的只是其表面聚集大量的電子，從而形成反向電場，與內部沒關系。

在半導體內，電勢會降落在整個材料上（表面電子少），這樣再在另一個方向加磁場時就會在這兩個面上聚集載流子而形成電場。

(8)為什麼霍爾元件要選用半導體材料擴展閱讀：

霍爾元件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。

霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm 級），採用了各種補償和保護措施，霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。

在磁場不太強時，霍爾電勢差UH與激勵電流I和磁感應強度B的乘積成正比，與霍爾片的厚度δ成反比，即UH =RH*I*B/δ，式中的RH稱為霍爾系數，它表示霍爾效應的強弱。 另RH=μ*ρ即霍爾常數等於霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。

線性霍爾效應感測器 IC 的電壓輸出會精確跟蹤磁通密度的變化。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。

相反，增加北極磁場將增加來自其靜態電壓的電壓。這些部件可測量電流的角、接近性、運動及磁通量。它們能夠以磁力驅動的方式反映機械事件。

『玖』 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)為什麼霍爾元件要選用半導體材料擴展閱讀：

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。

『拾』 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。