Эффект Холла и его практическое применение

Работа добавлена: 2016-11-25





Эффект Холла и его практическое применение на http://mirrorref.ru

6. Эффект Холла и его практическое применение.

Явление возникновения в полупроводнике (или металле) с текущим по нему током поперечного электрического поля под действием магнитного поля называют эффектом Холла.

6.1. Возникновение поперечного электрического поля

Между боковыми гранями пластинки возникает разность потенциалов – холловская разность потенциалов (напряжение Холла, ЭДС Холла):

(1)

Здесь i – сила тока, В – магнитная идукция, h – толщина пластинки;Rx - постоянная Холла.

Постоянная Холла зависит от концентрации носителей заряда.

Для электронного полупроводника

(2)

для дырочного:

(3)

Значение множителя А находится в диапазоне от 1 до 2 и зависит от механизма рассеяния носителей заряда.

Для вырожденного полупроводника иметаллов А = 1,00;

для полупроводника с преобладающим рассеянием носителей натепловых колебаниях кристаллической решетки

А = 1,18;

для полупроводника с преобладающим рассеяниемна ионизированных примесях А = 1,93.

.

В полупроводниках с пpиблизительно равными концентрациями электронов и дырок коэффициент Холла:

Направление вектора суммарного электрического поля

отличается от направления внешнего поля Е и вектора плотности токаj на некоторый угол, который называют углом Холла.Угол Холла определяют по формуле

.

tg()

B

6.1. Преобразователи Холла

ЭДС Холла (холловская разность потенциалов) прямо пропорциональна величине магнитной индукции. Это дает возможность использовать эффект Холла дляизмерения магнитных полей.

Преобразователь Холла – гальваномагнитный полупроводниковый прибор, основанный на эффекте Холла.

Основными достоинствами преобразователей Холла являются:

Пpеобpазователи Холла применяют для измерения магнитных полей (основное назначение), а также в качестве механических детекторов близости, в качестве бесконтактных переключателей в клавиатурах некоторых компьютеров, для бесконтактного измерения сильных токов, в качестве множительных устройств и т.д. Область применения преобразователей Холла расширяется.

Из формул (2, 3) видно, что значение постоянной Холла зависит от концентрации носителей заpяда обратно пропорционально: чем меньше n, тем большеRХ, а значит, тем выше чувствительность преобразователя. Поэтому для изготовления преобразователей Холла используют не металлы, а полупроводники: Ge, InSb, InAs,HgSe,HgTe, твердые растворы и другие.

При выборе материала предпочтение отдается полупроводникам с высоким значением подвижности носителей заряда.

6.2. Применение эффекта Холла для исследования полупроводниковых материалов

С помощью эффекта Холла легко можно определитьтип носителей заряда. Для этого необходимо поместить исследуемый образец в магнитное поле, направление которого известно, и пропустить через образец постоянный электрический ток известного направления. Тогда по знаку поперечной (холловской) разности потенциалов можно определить, какой тип носителей заряда, электроны или дырки, преобладает в исследуемом полупроводнике

По величине постоянной Холла и электрическому сопротивлению образцаопределяют концентрацию носителей заряда и их подвижность.

Эффект Холла и его практическое применение на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Практическое применение ПЦР в медицине

2. Практическое применение лидерства

3. Лайки, их происхождение и практическое применение

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ЛЕКСИЧЕСКОГО ПРОТОТИПА

5. Практическое применение искусственных нейронных сетей в системах авторегулирования

6. Практическое применение искусственных нейронных сетей в задачах аппроксимации

7. Практическое применение принципа наглядности на уроках иностранного языка

8. Практическое применение искусственных нейронных сетей в системах принятия решений

9. Норма таможенного права. понятие, виды, структура, иерархия, характерные особенности и практическое применение

10. Bullwhit-эффект (эффект хлыста), его влияние на планирование, методы снижения