霍尔效应实验装置图

❶ 霍尔元件可以用来检测磁场及其变化.图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产 生磁场的装置示意图，由于磁芯的

电流中一个电子受力情况如图，Fe是电场力，Fm是洛仑兹力，有这些关系

1）Fe=eE

2）E=U/d

3）Fm=evB

4）I=nehdv

其中v是电子运动速度，当霍尔效应达到平衡时，Fe=Fm

所以eE=evB，把2式带入，

5）eU/d=evB

由4式，ev=I/nhd，带入5式

eU/d=IB/nhd，消去d，整理

B=Uneh/I

❷ 手机中的霍尔感应器是干嘛的有什么用途

手机中的霍尔感应器的用途：主要用作屏幕的开启或关闭。配合智能皮套，打开亮屏，闭合保护套，手机则自动进入休眠状态。 翻开保护套可即刻将手机唤醒，无需点按任何按钮。

❸ 霍尔传感器的工作原理是什么

一、霍尔传感器原理- -霍尔效应

霍尔效应的电路示意图如下图所示，霍尔效应指的是：若在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的均匀磁场，则在电流I和磁场B的垂直方向上将会产生电势差UH，UH=k*IB/d，其中k指的是霍尔系数，与半导体的大小及材料等因素有关，d指的是半导体薄片的厚度，我们将产生的电势差UH称为霍尔电压，将这种现象称之为霍尔效应。

二、霍尔传感器原理- -霍尔元件

随着霍尔效应的发现，人们逐步将半导体材料制成的元件称为霍尔元件，由于霍尔元件结构简单、敏感度高、频响范围宽、输出电压变化大、体积小、寿命长等诸多优点，在检测测量、自动化装置、计算机及信息技术等各领域中都有着广泛的应用。

三、霍尔传感器原理- -霍尔传感器

霍尔传感器是利用霍尔效应、使用霍尔元件制作出的一种磁场传感器，该传感器除霍尔元件外，一般还包括放大器电路、温度补偿电路、稳压电源电路等电路模块，现已广泛用于半导体材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等参数的检测。网页链接

四、霍尔传感器原理- -应用

以上对于霍尔效应、霍尔元件、霍尔传感器的讲解都较为抽象，下面我们结合现实生活来对霍尔传感器的应用进行说明。现在部分小伙伴使用的是一个叫做“小米”的手机，相信广大网友即使没用过也听说过吧，就在小米4的发布会上，还同时发布了一个智能翻盖保护套。这款保护套的特殊之处就是当你闭合保护套时，小米4自动进入休眠状态;而当你翻开保护套时，小米4自动进入使用状态，无需点任何按钮就可完成手机的唤醒——回归正题，此处手机对于保护套闭合或者翻开的感应就是通过霍尔传感器来完成的(此处有掌声。。。)。

❹ 如何利用霍尔元件做一个压力传感器，测的压力在0——150kg左右，求原理图！不懂的勿扰。

霍尔压力传感器有三种：一种是由膜盒充当弹性装置；另一种是由弹簧片充当弹性装置；还有一种是由波纹管充当。要看你需要什么样的装置系统，就应该配置相应的弹性装置了啊。
磁场？？？？霍尔压力传感器的最基本的原理就是利用霍尔效应啊，看来你还是得详细琢磨一下霍尔效应。

❺ 霍尔效应的 分析IM达到一定值以后，UH-IM曲线斜

霍尔效应（Hall effect）是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面，也是半导体材料电学参数测量的重要手段。在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。近年来，霍尔效应实验不断有新发现。1980年德国物理学家（Klaus von Klitzing）在研究低温和强磁场下半导体材料的霍尔效应时发现了量子霍尔效应。并因此而获得了1985年诺贝尔物理奖。

实验目的

1。霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用

2、测绘霍尔元件的VH—Is，VH—IM曲线，了解霍尔电势差VH与霍尔元件工作电流Is，磁场应强度B及励磁电流IM之间的关系。

3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。

4、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

实验仪器

DH4512型霍尔效应实验仪和测试仪一套，

实验原理

霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。如下图9-1所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X正向通以电流Is（称为工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流Is相反的X负向运动。由于洛仑兹力f L作用，电子即向图中虚线箭头所

指的位于y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力 f E的作用。随着电荷积累的增加，f E增大，当两力大小相等（方向相反）时， f L=－f E，则电子积累便达到动态平衡。这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场EH，相应的电势差称为霍尔电势VH 。设电子按平均速度 ，向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛仑兹力为：

f L=－e B

式中：e 为电子电量， 为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。

同时，电场作用于电子的力为： f E l

图9-1 霍尔效应原理

式中：EH为霍尔电场强度，VH为霍尔电势，l为霍尔元件宽度

当达到动态平衡时:

f L=－f E B=VH/l 9-1

设霍尔元件宽度为 ，厚度为d ，载流子浓度为 n ，则霍尔元件的工作电流为

9-2

由(9-1)、(9-2)两式可得：

9-3

即霍尔电压VH(A、B间电压)与Is、B的乘积成正比，与霍尔元件的厚度成反比，比例系数 称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，只要测出 （伏），以及 （安）， （高斯）和 （厘米）可按下式计算 （厘米3/库仑）。实验计算时，采用以下公式：

9-4

上式中108 是单位换算而引入。根据 可进一步求载流子浓度：

9-5

应该指出，这个关系式是假定所以的载流子都具有相同的漂移速度得到的，严格一点，考虑载流子的速度统计分布，需引入修正因子 。

所以实际计算公式为：

9-6

根据材料的电导率 的关系，还可以得到：

或 9-7

式中： 为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用N型半导体材料。

当霍尔元件的材料和厚度确定时，设：

9-8

将式（9-8）代入式（9-3）中得：

9-9

式中： 称为元件的灵敏度，它表示霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下的霍尔电势大小，其单位是 ， 一般要求 愈大愈好。由于金属的电子浓度 很高，所以它的RH或KH，都不大，因此不适宜作霍尔元件。此外元件厚度d愈薄，KH愈高，所以制作时，往往采用减少d的办法来增加灵敏度，但不能认为d愈薄愈好，因为此时元件的输入和输出电阻将会增加，这对霍尔元件是不希望的。

应当注意：当磁感应强度B和元件平面法线成一角度时（如图9-2），作用在元件上的有效磁场是其法线方向上的分量 ，此时：

9-10

所以一般在使用时应调整元件两平面方位，使VH达到最大，即： ，

由式（9-10）可知，当工作电流Is或磁感应强度B，两者之一改变方向时，霍尔电势VH方向随之改变；若两者方向同时改变，则霍尔电势不变。霍尔元件测量磁场的基本电路如图9-3，将霍尔元件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度B垂直，在其控制端输入恒定的工作电流Is，霍尔元件的霍尔电势输出端接毫伏表，测量霍尔电势VH的值，就可以计算磁感应强度B。

图9-2 磁感应强度B和元件 图9-3 霍尔元件测量磁场的基本电路

平面法线成一角度

测量霍尔电势VH时，不可避免的会产生一些副效应，由此而产生的附加电势叠加在霍尔电势上，形成测量系统误差，这些副效应有：

（1）不等位电势V0

由于制作时，两个霍尔电势既不可能绝对对称的焊在霍尔片两侧、霍尔片电阻率不均匀、控制电流极的端面接触不良都可能造成A、B两极不处在同一等位面上，此时虽未加磁场，但A、B间存在电势差V0，此称不等位电势。

（2）爱廷豪森效应

当元件X方向通以工作电流Is，Z方向加磁场B时，由于霍尔片内的载流子速度服从统计分布，有快有慢。在到达动态平衡时，在磁场的作用下慢速快速的载流子将在洛仑兹力和霍耳电场的共同作用下，沿y轴分别向相反的两侧偏转，这些载流子的动能将转化为热能，使两侧的温升不同，因而造成y方向上的两侧的温差（TA－TB）。因为霍尔电极和元件两者材料不同，电极和元件之间形成温差电偶，这一温差在A、B间产生温差电动势VE。这一效应称爱廷豪森效应，VE的大小与正负符号与Is、B的大小和方向有关，跟VH与Is、B的关系相同，所以不能在测量中消除。

（3）伦斯脱效应

由于控制电流的两个电极与霍尔元件的接触电阻不同，控制电流在两电极处将产生不同的焦耳热，引起两电极间的温差电动势，此电动势又产生温差电流（称为热电流）Q，热电流在磁场作用下将发生偏转，结果在y方向上产生附加的电势差VH，且VH∝QB这一效应称为伦斯脱效应，由上式可知VH的符号只与B的方向有关。

（4）里纪－杜勒克效应

如（3）所述霍尔元件在x方向有温度梯度，引起载流子沿梯度方向扩散而有热电流Q通过元件，在此过程中载流子受Z方向的磁场B作用下，在y方向引起类似爱廷豪森效应的温差TA－TB，由此产生的电势差VH∝QB，其符号与B的方向有关，与Is的方向无关。

实验方法与步骤

一．对称测量法

由于产生霍尔效应的同时，伴随多种副效应，以致实测的AB间电压不等于真实的VH值，因此必需设法消除。根据副效应产生的机理，采用电流和磁场换向的对称测量法基本上能把副效应的影响从测量结果中消除。具体的做法是Is和B（即IM）的大小不变，并在设定电流和磁场的正反方向后，依次测量由下面四组不同方向的Is和B（即IM）时的V1，V2，V3，V4，

1）+Is +B V1

2）+Is -B V2

3）-Is -B V3

4）-Is +B V4

然后求它们的代数平均值，可得：

通过对称测量法求得的VH误差很小

二．熟识仪器

仪器背部为220V交流电源插座。

仪器面板为三大部分

1、励磁电流IM输出：前面板右侧、三位半数显显示输出电流值IM（A）。

2、霍尔片工作电流IS输出：前面板左侧、三位半数显显示输出电流值IS（mA）。

以上两组直流恒源只能在规定的负载范围内恒流，与之配套的“测试架”上的负载符合要求。若要作它用时需注意。

3、霍尔电压VH输入：前面板中部三位半数显表显示输入电压值VH（mV），使用前将两输出端接线柱短路，用调零旋钮调零。

4、三档换向开关分别对励磁电流IM，工作电流IS、霍尔电势VH进行正反向换向控制。

三．按仪器面板上的文字和符号提示将DH4512实验仪与DH4512测试仪正确连接。

1、将DH4512霍尔效应测试仪面板右下方的励磁电流IM的直流恒流输出端（0～0.500A），接DH4512霍尔效应实验仪上的励磁线圈电流IM的输入端（将红接线柱与红接线柱对应相连，黑接线柱与黑接线柱对应相连）。

2、将DH4512霍尔效应测试仪面板左下方供给霍尔元件工作电流IS的直流恒流源（0～5mA）输出端，接DH4512霍尔效应实验仪上霍尔片工作电流IS输入端（将红接线柱与红接线柱对应相连，黑接线柱与黑接线柱对应相连）。

3、DH4512霍尔效应实验仪上霍尔元件的霍尔电压VH输出端，接DH4512霍尔效应测试仪中部下方的霍尔电压输入端。

注意：以上三组线千万不能接错，以免烧坏元件。

四．测量霍尔电压VH与工作电流Is的关系

1）先将Is，IM都调零，调节中间的霍尔电压表，使其显示为0mV。

2）将霍尔元件移至线圈中心，调节IM =500mA，调节Is =1.00mA,按表中Is，IM正负情况切换方向，分别测量霍尔电压VH值（V1，V2，V3，V4）填入表（1）。以后Is每次递增0.50mA，测量各V1，V2，V3，V4值。绘出Is—VH曲线，验证线性关系。

表1 关系测量表 IM =500mA

五．测量霍尔电压VH与励磁电流IM的关系

1） 先将Is调节至3.00mA，

2） 调节IM=100、150、200……500mA(间隔为50mA),分别测量霍尔电压VH值填入表（2）中的值。

3） 根据表（2）中所测得的数据，绘出IM—VH曲线，验证线性关系的范围，分析当IM达到一定值以后，IM—VH直线斜率变化的原因。

表2 VH—IM 关系测量表 IS =3.00mA

六．测量线圈中磁感应强度B的分布

1）先将IM，Is调零，调节中间的霍尔电压表，使其显示为0mV。

2）将霍尔元件置于线圈中心，调节IM＝500mA，调节IS＝3.00mA，测量相应的VH。

3）将霍尔元件从中心向边缘移动每隔5mm选一个点测出相应的VH，填入表3。

4）由以上所测VH值，由公式：

VH＝KHISB B＝

计算出各点的磁感应强度，并绘出B－X图，显示出线圈内B的分布状态

表3 VH—X IS =3.00mA IM =500m

实验注意事项

1、霍尔电势VH测量的条件是霍尔元件平面与磁感应强度B垂直，此时VH取得最大值，仪器在组装时已调整好，为防止搬运，移动中发生的位移，实验前应将霍尔元件传感器盒移至线圈中心，使其在IM、IS相同时，达到输出VH最大

2、为了不使通电线圈过热而受到损害，或影响测量精度，除在短时间内读取有关数据，通过励磁电流IM外，其余时间最好断开励磁电流开关。

❻ 霍尔传感器工作原理

霍尔传感器工作原理：

一个霍尔元件一般有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流I的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路，就会产生霍尔电流。

一般地说，偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出；若精度要求高，则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度，有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的镀膜合金；这类传感器的霍尔电势较大，但在0.05T左右出现饱和，仅适用在低量限、小量程下使用。

(6)霍尔效应实验装置图扩展阅读：

霍尔传感器优点：

1、 霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的，它一般只适用于测量50Hz正弦波；

2、 原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离，隔离电压可达9600Vrms；

3、精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量；

4、线性度好：优于0.1%；

5、宽带宽：高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs；但是，电压传感器带宽较窄，一般在15kHz以内，6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS，带宽约700Hz。

❼ 霍尔传感器是如何实现测量的

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。

霍尔效应

在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压

霍尔元件

霍尔传感器根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

霍尔传感器的分类

霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
（一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
（二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
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理论基础

霍尔传感器流体中的霍尔效应是研究“磁流体发电”的理论基础。
1）电流传感器必须根据被测电流的额定有效值适当选用不同的规格的产品。被测电流长时间超额，会损坏末极功放管（指磁补偿式），一般情况下，2倍的过载电流持续时间不得超过1分钟。
（2）电压传感器必须按产品说明在原边串入一个限流电阻R1，以使原边得到额定电流，在一般情况下，2倍的过压持续时间不得超过1分钟。
（3）电流电压传感器的最佳精度是在原边额定值条件下得到的，所以当被测电流高于电流传感器的额定值时，应选用相应大的传感器；当被测电压高于电压传感器的额定值时，应重新调整限流电阻。当被测电流低于额定值1/2以下时，为了得到最佳精度，可以使用多绕圈数的办法。
（4）绝缘耐压为3KV的传感器可以长期正常工作在1KV及以下交流系统和1.5KV及以下直流系统中，6KV的传感器可以长期正常工作在2KV及以下交流系统和2.5KV及以下直流系统中，注意不要超压使用。
（5）在要求得到良好动态特性的装置上使用时，最好用单根铜铝母排并与孔径吻合，以大代小或多绕圈数，均会影响动态特性。
（6）在 霍尔传感器大电流直流系统中使用时，因某种原因造成工作电源开路或故障，则铁心产生较大剩磁，是值得注意的。剩磁影响精度。退磁的方法是不加工作电源，在原边通一交流并逐渐减小其值。
（7）传感器抗外磁场能力为：距离传感器5～10cm一个超过传感器原边电流值2倍的电流，所产生的磁场干扰可以抵抗。三相大电流布线时，相间距离应大于5～10cm。
（8）为了使传感器工作在最佳测量状态，应使用图1－10介绍的简易典型稳压电源。
（9）传感器的磁饱和点和电路饱和点，使其有很强的过载能力，但过载能力是有时间限制的，试验过载能力时，2倍以上的过载电流不得超过1分钟。
（10）原边电流母线温度不得超过85℃，这是ABS工程塑料的特性决定的，用户有特殊要求，可选高温塑料做外壳。
霍尔器件具有许多优点，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）。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。
按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量，后者输出数字量。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。

霍尔传感器的特性

（一）线性型霍尔传感器的特性
输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3所示，可见，在B1～B2的磁[1]感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。
（二）开关型霍尔传感器的特性
如图4所示，其中BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。
当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。
另外还有一种“锁键型”（或称“锁存型”）开关型霍尔传感器，其特性如图5所示。
当磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变（即锁存状态），必须施加反向磁感应强度达到BRP时，才能使电平产生变化。

霍尔传感器的应用

按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，这个磁场是被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电学量来进行检测和控制。
（一）线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。例如：
1．电流传感器
由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与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。 霍尔电流传感器工作原理如图6所示，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上绕有线圈，当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有信号输出。
2．位移测量
如图7所示，两块永久磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。
如果把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大小，如图8所示，是按这一原理制成的力传感器。
二）开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。
1．测转速或转数
如图9所示，，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数（计数器），若接入频率计，便可测出转速。
如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。

❽ 怎样利用霍尔效应测量交变电场急!

霍尔效应装置如图2.3.1-1和图2.3.1-2所示。将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B的方向沿z轴方向)，当沿y方向的电极A、A’上施加电流I时，薄片内定向移动的载流子(设平均速率为u)受到洛伦兹力FB的作用，

FB= q u B (1)

无论载流子是负电荷还是正电荷，FB的方向均沿着x方向，在磁力的作用下，载流子发生偏移，产生电荷积累，从而在薄片B、B’两侧产生一个电位差VBB’,形成一个电场E。电场使载流子又受到一个与FB方向相反的电场力FE，

FE＝q E = q VBB’ / b (2)

其中b为薄片宽度，FE随着电荷累积而增大，当达到稳定状态时FE＝FB，即

q uB = q VBB’ / b (3)

这时在B、B’两侧建立的电场称为霍尔电场，相应的电压称为霍尔电压，电极B、B’称为霍尔电极。

另一方面，射载流子浓度为n,薄片厚度为d,则电流强度I与u的关系为：

(4)

由(3)和(4)可得到

(5)

另,则

(6)

R称为霍尔系数，它体现了材料的霍尔效应大小。根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。

在应用中，(6)常以如下形式出现：

(7)

式中称为霍尔元件灵敏度，I称为控制电流。

由式(7)可见，若I、KH已知，只要测出霍尔电压VBB’，即可算出磁场B的大小；并且若知载流子类型(n型半导体多数载流子为电子，P型半导体多数载流子为空穴),则由VBB’的正负可测出磁场方向，反之，若已知磁场方向，则可判断载流子类型。

由于霍尔效应建立所需时间很短(10-12~10-14s),因此霍尔元件使用交流电或者直流电都可。指示交流电时，得到的霍尔电压也是交变的，(7)中的I和VBB’应理解为有效值。

n 霍尔效应实验中的付效应

在实际应用中，伴随霍尔效应经常存在其他效应。例如实际中载流子迁移速率u服从统计分布规律，速度小的载流子受到的洛伦兹力小于霍尔电场作用力，向霍尔电场作用力方向偏转，速度大的载流子受到磁场作用力大于霍尔电场作用力，向洛伦兹力方向偏转。这样使得一侧告诉载流子较多，相当于温度较高，而另一侧低速载流子较多，相当于温度较低。这种横向温差就是温差电动势VE，这种现象称为爱延豪森效应。这种效应建立需要一定时间，如果采用直流电测量时会因此而给霍尔电压测量带来误差，如果采用交流电，则由于交流变化快使得爱延豪森效应来不及建立，可以减小测量误差。

此外，在使用霍尔元件时还存在不等位电动势引起的误差，这是因为霍尔电极B、B’不可能绝对对称焊在霍尔片两侧产生的。由于目前生产工艺水平较高，不等位电动势很小，故一般可以忽略，也可以用一个电位器加以平衡(图2.3.1-1中电位器R1)。

我们可以通过改变IS和磁场B的方向消除大多数付效应。具体说在规定电流和磁场正反方向后，分别测量下列四组不同方向的IS和B组合的VBB’,即

＋B， +I
VBB’=V1

-B， +I
VBB’=-V2

-B， -I
VBB’=V3

＋B， -I
VBB’=-V4

然后利用得到霍尔电压平均值，这样虽然不能消除所有的付效应，但其引入的误差不大，可以忽略不计。

电导率测量方法如下图所示。设B’C间距离为L，样品横截面积为S=bd，流经样品电流为IS，在零磁场下，测得B’C间电压为VB’C,则

❾ 霍尔效应实验报告

霍尔效应实验报告包含：实验目的、实验仪器设备、实验的基本构思和原版理、实验数据记权录及处理、实验结论、注意事项等。

1、目的与要求：

（1）了解霍尔效应测量磁场的原理和方法；

（2） 观察磁电效应现象；

（3） 学会用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法。

2、仪器与装置：霍尔效应实验仪；

3、原理：根据霍尔效应，测量磁感应强度原理，利用提供的仪器测试所给模型测量面上的一维（上下方向）磁分布。

(9)霍尔效应实验装置图扩展阅读

内容及步骤：

1、仪器调整：

（1）按图连接、检查线路，并调节样品支架，使霍尔片位于磁场中间；

（2）逆时针将、调节旋钮旋至最小；

（3）分别将输出、输出接至实验仪中、换向开关；

（4）用导线将、输入短接，通过调零旋钮将、显示调零；

（5）选择、向上关闭为、的正方向。

2、 测量内容：

（1）测绘曲线：保持不变，按要求调节，分别测出不同下的四个值，将数据记录在表格中；

（2）测绘曲线：保持不变，测出不同下四个值；

（3）测VAC：取，在零磁场下（）测，则VAC=10；

（4）确定样品导电类型：选、为正向，根据所测得的的符号,判断样品的导电类型。