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B的磁场，则在宽度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。

在N型半导体材料中，电子的迁移率比空穴的大，且N型半导体的导电率比空穴的大，因此，一般多采用N型半导体作为霍尔传感器的材料。N型半导体：也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

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。

扩展资料：

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。

参考资料来源：百度百科——霍尔元件

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