【传感器原理及应用--报告】 实验十二 霍尔传感器特性研究及其应用
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实验十二霍尔传感器特性研究及其应用
置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场。这个现象是霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。霍尔效应不仅是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用该效应制成的霍尔传感器已被广泛应用于非电量电测、自动控制和信息处理。
【实验目的】
1.了解霍尔效应原理及以及研究霍尔传感器的特性。2.学习用“对称测量法”消除霍尔传感器副效应的影响。3.学会测定霍尔传感器的导电类型,会计算载流子浓度和迁移率。
【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作用而引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被束缚在固体材料中,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的积累。从而形成附加的横向电场。对于图12-1所示的霍尔传感器,若在x方向通以电流,在Z方向加磁感应强度为B的磁场,则在Y方向即A、A/两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向决定于材料的导电类型。显然,该电场阻止载流子继续向侧面移动,当载流子所受的横向电场力eEH和洛仑兹力evB相等时,样品两侧电荷的积累就达到平衡,故有
eEH>>>>=e
VH
=evB(12-1b
其中EH称为霍尔电场,v是载流子在电流方向上的平均漂移速度。设霍尔传感器的宽度为b,厚度为d,载流子浓度为n,则
I=nevbd(12-2
由(12-1).(12-2)两式可得>>>>>>>>
VHEhb
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