为什么霍尔元件要选用半导体材料

『壹』 为什么霍尔元件采用半导体材料而不是用导体材料

霍尔效应是一种磁敏效应，一般在半导体薄片的长度X方向上施加回磁感应强度为B的磁场，则答在宽度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,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体!
参考资料：《物理学基本教程》高等教育社出版

『贰』 为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料

原因一：霍尔效应中，电子空穴载流子是在电场作用下运动，即专是漂移电流，所以运动方属向是相反的。在垂直磁场作用下，电子空穴偏转方向是相同的，所以霍尔电场是互相抵消的，故采用一种载流子的。
原因二：由于电子的有效质量小，迁移率高，在同样强度电场作用下，漂移速度大，所受洛伦兹力大，霍尔角大，霍尔效应明显，在很小磁场下，就可以观察到霍尔效应！
自己的理解，希望你能满意！

『叁』 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方向上施加磁感应强度为专B的磁场，则在宽属度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

『肆』 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。

(4)为什么霍尔元件要选用半导体材料扩展阅读：

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。

『伍』 为什么霍尔元件要选用半导体材料

因为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。只有半导体迁移率很高，电阻率适中，是制造霍尔元件的理想材料。

『陆』 霍尔效应为什么要用半导体材料，而且要求很薄啊

为实验 的要求 ，是被碰撞的物体呈单平面，这样为了使能量的去向有可被测性，而且使实验有重复性，真实性

『柒』 制造霍尔元件时为什么用半导体材料

由于半导体材料表来面电自子少，所以在外电场作用下，电势会降落在整个材料上，这样在另一个方向上加磁场时就会在与B和电流I都垂直的面上聚集载流子而形成电场。若是金属材料，则抵抗电场的只是其表面聚集大量的电子，从而形成反向电场，与内部没关系。
之所以要求很薄是因为要使B能均匀且足够强地充分作用在霍尔元件上，畅揣扳废殖肚帮莎爆极使Hall效应得到增强。
自己的理解，希望你满意

『捌』 为什么霍尔元件都用半导体材料制成而不用金属材料

霍尔元件都用半导体材料制成而且一般都为n型半导体载流子为导带电子，与金属材料的导电粒子为自由电子，似乎一样。但是你知道，金属在外电场作用下，抵抗电场的只是其表面聚集大量的电子，从而形成反向电场，与内部没关系。

在半导体内，电势会降落在整个材料上（表面电子少），这样再在另一个方向加磁场时就会在这两个面上聚集载流子而形成电场。

(8)为什么霍尔元件要选用半导体材料扩展阅读：

霍尔元件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。

霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm 级），采用了各种补偿和保护措施，霍尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。

在磁场不太强时，霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比，与霍尔片的厚度δ成反比，即UH =RH*I*B/δ，式中的RH称为霍尔系数，它表示霍尔效应的强弱。 另RH=μ*ρ即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。

线性霍尔效应传感器 IC 的电压输出会精确跟踪磁通密度的变化。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。

相反，增加北极磁场将增加来自其静态电压的电压。这些部件可测量电流的角、接近性、运动及磁通量。它们能够以磁力驱动的方式反映机械事件。

『玖』 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)为什么霍尔元件要选用半导体材料扩展阅读：

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。

『拾』 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。