濟南天山精工軸承公司介紹霍爾器件的工作原理

導體或半導體中的任何帶電粒子，在磁場中沿著與磁力線垂直的方向運動時，將會受到一個作用力，該作用力被稱為洛倫茲力，其大小可以表達為
F=qVB(N) (1．8)
式中，q是帶電粒子的電荷量(c)；v是帶電粒子的運動速度(m／s)；B是帶電粒子所處磁場的磁感應強度(wb／m²)。
　　如果我們把導體或半導體制作成一個厚度為d、截面呈長方形的薄片，如圖1. 17所示。在其前后兩端面上施加一個電場Ex在沒有外加磁場的情況下，電子沿著外加電場Ex的相反方向運動，形成一股沿著電場方向流動的電流I，如圖1．17(a)所示。當外加一個垂直于長方形截面的磁場B時，運動著的帶電粒子將受到洛倫茲力的作用而向左邊偏移，并逐漸在左右兩側面堆積電荷，如圖1．17(b)所示。堆積的電荷將產生新的電場，從而使帶電粒子在受到洛倫茲力作用的同時，還將受到一個與洛倫茲力方向相反的電場力的作用。隨著在左右兩側面上堆積電荷的不斷增加，這個新電場力也不斷增大。
　　當這個新電場力等于洛倫茲力時，達至0新的穩(wěn)定狀態(tài)，帶電粒子便不再發(fā)生偏移，又恢復到在原先的方向上無偏移地運動，如圖1．17(c)所示。然而，外加磁場后的情況不同于無磁場時的情況，這時在左右兩側面間出現(xiàn)了一個新電場EH，這個新電場EH在左右兩側區(qū)間內沿著圖1 17(d)所示的y方向的線積分值就是出現(xiàn)在左右兩側面上的一個新電壓船。這個現(xiàn)象是美國霍普金斯大學的霍爾教授在1879年發(fā)現(xiàn)的。
　　因此，這個新的電場被稱之為霍爾電場，這個新的電壓被稱之為霍爾電壓或霍爾電動勢，導體或半導體在電磁場中出現(xiàn)的這種現(xiàn)象被稱之為霍爾效應。

　　一般而言，在外加電場Ex和外加磁場B等條件相同的情況下，半導體內產生的霍爾效應要顯著地大于導體內產生的霍爾效應。因些，我們采用半導體材料來制作成薄片狀的霍爾元件。對于圖1 .18所示的霍爾元件而言，其霍爾電動勢録可以用下式表示

ζH可由下式求出：

　　式中，ζH是霍爾系數(shù)(m3／c)；，是控制電流(A)；B是磁感應強度(T)；d是霍爾薄片的厚度(m)；p是霍爾元件所用材料的電阻率(Q．m)；v是霍爾元件所用材料的遷移率【m²／(v.s)】。

把公式(1．10)的ζH代入公式(1．9)，可以得到


當磁感應強度B與霍爾元件的平面法線成一夾角0時，其霍爾電動勢的數(shù)值應為

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