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为什么霍尔元要用半导体

发布时间: 2021-03-07 00:57:10

1. 为什么霍尔元件不用金属材料而是用半导体

因为霍尔电压公式是E等于kBI/d,霍尔元件和等离子磁流体发电是一个原理的,其中公式的系数k1/n(n为导体单位横截面积的载流子数)说到这里就能看出当BI一定时不同材料的k与d不同时霍尔电压是不同的,当d做到很薄不能再薄(很厚)时只能通过改变k来提高(降低)霍尔电压,

而一般材料的K基本是固定的或随外界因素(温度)改变的,这就是系数变量,而半导体导电是因为能在硅储中掺杂的不同浓度的物质,

而这种掺杂使得半导体中的载流子浓度能受人为控制(也就是单位横截面积的载流子数能人为控制)从而改变了K,其实这公式些就跟人们发现的电阻率公式类似,起到了对电子元件的微型化的作用。

(1)为什么霍尔元要用半导体扩展阅读:

霍尔元件应用霍尔效应的半导体。

所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。

当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈极强的霍尔效应。

由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。

若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。

利用这种方法可以构成霍尔功率传感器,如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。

2. 为什么霍尔元件多采用N型半导体材料制作

霍尔效应是一种磁敏效应,一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感专应强度为B的磁场,则在属宽度Y方向上会产生电动势UH,这种现象即称为霍尔效应。UH称为霍尔电势,其大小可表示为:
UH=RH/d*IC*B
(1)
式中,RH称为霍尔系数,由导体材料的性质决定;d为导体材料的厚度,IC为电流强度,B为磁感应强度。
设RH/d=K,则式(1)可写为:
UH=K*IC*B
(2)
可见,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,K称霍尔系数。K值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。
霍尔系数:K=1/(n*q)式中,n为载流子密度,一般金属中载流子密度很大,所以金属材料的霍尔系数系数很小,霍尔效应不明显;而半导体中的载流子的密度比金属要小得多,所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多,能产生较大的霍尔效应,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体。而在半导体材料中,N型半导体材料的载流子迁移率比P型半导体材料大,所以霍尔元件多采用N型半导体材料制作。
希望对你有所帮助。

3. 为什么霍尔元件用半导体材料

理论上,霍尔元抄件可以是半导体,也可以是导体。作为传感用途的霍尔元件,非常重要且具有实用价值的是感应元件的灵敏度,也就是相同电流和磁场下霍尔电势的高低,半导体的霍尔电势较高,灵敏度高,应用方便,测量精度高。

4. 霍尔元件为什么采用半导体材料制造

1、半导体迁移率很高,电阻率适中,是制造霍尔元件的较理想材料。金属的迁移率和电阻率均

很低,而不良导体电阻率虽高,但迁移率极小。因此霍尔元件一般采用半导体材料制造。

2、半导体,指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。一般半导体材料的能隙约为1至

3电子伏特,通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。半导体在收音机、电视机以及测温上有

着广泛的应用。

3、霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。它是一种基于霍尔效应的磁传感器,用它们可以检测磁

场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。它的优点有结构牢固、体积小、重量轻、寿

命长、安装方便、功耗小、频率高、耐震动等一般用于电机中测定转子转速,如录象机的磁

鼓,电脑中的散热风扇等。

5. 为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料

霍尔效应是一种磁敏效应,一般在半导体薄片的长度x方向上施加磁感回应强度为b的磁场,则在答宽度y方向上会产生电动势uh,这种现象即称为霍尔效应。uh称为霍尔电势,其大小可表示为:
uh=rh/d*ic*b
(1)
式中,rh称为霍尔系数,由导体材料的性质决定;d为导体材料的厚度,ic为电流强度,b为磁感应强度。
设rh/d=k,则式(1)可写为:
uh=k*ic*b
(2)
可见,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,k称霍尔系数。k值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。
霍尔系数:k=1/(n*q)式中,n为载流子密度,一般金属中载流子密度很大,所以金属材料的霍尔系数系数很小,霍尔效应不明显;而半导体中的载流子的密度比金属要小得多,所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多,能产生较大的霍尔效应,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体。而在半导体材料中,n型半导体材料的载流子迁移率比p型半导体材料大,所以霍尔元件多采用n型半导体材料制作。
希望对你有所帮助。

6. 为什么霍尔元件要用半导体制作

霍尔元件是利用半导体霍尔效应制作的,当然需要半导体了。

7. 霍尔元件为什么要用半导体材料制作

所谓霍尔抄效应,是指磁场作袭用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。而半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,因此多选用半导体材料制作。

8. 为什么霍尔元件要选用半导体材料

主要原因是半导体材料的霍尔效应比较大。

9. 为什么采用半导体材料制备霍尔元件

因为磁场作抄用于载流金属导体袭、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。

霍尔效应为磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。

当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈极强的霍尔效应。由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场。

(9)为什么霍尔元要用半导体扩展阅读:

霍尔元件的相关情况:

1、磁场的一个磁极靠近它,输出低电位电压(低电平)或关的信号,磁场磁极离开它输出高电位电压(高电平)或开的信号,正面感应磁场S极,反面感应N极。

2、因为磁场有两个磁极N、S(正磁或负磁),所以两个磁极分别控制双极性霍尔开关的开和关(高低电平),它具有锁定的作用,也就是说当磁极离开后,霍尔输出信号不发生改变。

3、在静态(无磁场)时,从理论上讲,输出应等于在工作电压及工作温度范围内的电源电压的一半。增加南极磁场将增加来自其静态电压的电压。

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