为什么金属不宜做霍尔元件

为什么金属不宜做霍尔元件

所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。

金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。

金属不宜做霍尔元件的原因：

当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体和铁磁金属，霍尔系数各不一样，由于半导体的霍尔系数比金属高出很多，灵敏度KH值高，故半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下才会呈现极强的霍尔效应。

为什么霍尔元件都用半导体材料制成而不用金属材料

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

为什么霍尔元件不用金属材料而是用半导体?

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,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体!

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