(2009?盐城模拟)在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件(如图

(2009?盐城模拟)在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件(如图,第1张

(1)根据左手定则,电子向N端偏转,则M点电势高                         ①

(2)设前后两个表面相距为L,电子所受的电场力等于洛仑兹力

e

UH
L
=evB                      ②

设材料单位体积内电子的个数为n,材料截面积为s

I=nesv                       ③

s=dL  ④

由②③④得:

UH=

BI
ned
                     ⑤

令k=

1
ne
,则   UH=k
BI
d
       ⑥

(3)增大电流I、减小厚度d 和减小截流子的密度    

答:(1)M点电势高.

(2)证明如上所示.

(3)增大电流I、减小厚度d 和减小截流子的密度

电子和空穴往同一方向移动。原因:自由电子是导带电子,有效质量为正;空穴实质是接近满带的电子,有效质量为负。

参考资料: http://wenku.baidu.com/view/17af94c308a1284ac8504379.html

载流子的电荷量为q,沿电流方向定向运动的平均速率为v,单位体积内自由移动的载流子数为n,垂直电流方向导体板的横向宽度为a,则电流的微观表达式为I=nqadv ①

载流子在磁场中受到的洛伦兹力f=qvB 载流子在洛伦兹力作用下侧移,两个侧面出现电势差载流子受到的电场力为 F=qU(H)/a当达到稳定状态时,洛伦兹力与电场力平衡,即qvB=qU(H)/a ②

由①②式得 U(H)=IB/(nqd)

③ 式中的nq与导体的材料有关,对于确定的导体,nq是常数。

令 k=1/(nq) 则上式可写为 U(H)=kIB/d。

扩展资料:

霍尔元件结构是由霍尔片、4根引线和壳体组成。霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片(一般为4mm×2mm×0.1mm),在它的长度方向两端面上焊有a、b两根引线,称为控制电流端引线,通常用红色导线。

其焊接处称为控制电流极(或称激励电流),要求焊接处接触电阻很小,并呈纯电阻,即欧姆接触(无PN结特性)。在薄片的另两侧端面的中间以点的形式对称地焊有c、d两根霍尔输出引线,通常用绿色导线。

其焊接处称为霍尔电极,要求欧姆接触,且电极宽度与基片长度之比小于0.1,否则影响输出。霍尔元件的壳体上用非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装。


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