Elettronica di base - Effetto Hall
L'effetto Hall prende il nome Edwin Hall, il suo scopritore. Questo è in qualche modo simile alla regola della mano destra di Fleming. Quando un conduttore che trasporta correnteI è posto in un campo magnetico trasversale B, un campo elettrico E è indotto nel conduttore perpendicolare ad entrambi I e B. Questo fenomeno è chiamato comeHall Effect.
Spiegazione
Quando un conduttore che trasporta corrente viene posto in un campo magnetico trasversale, questo campo magnetico esercita una certa pressione sugli elettroni che prendono un percorso curvo per continuare il loro viaggio. Il conduttore con l'energia applicata è mostrato nella figura seguente. Viene indicato anche il campo magnetico.
Mentre gli elettroni viaggiano attraverso il conduttore che si trova in un campo magnetico B, gli elettroni subiranno una forza magnetica. Questa forza magnetica farà sì che gli elettroni viaggino vicino a un lato piuttosto che all'altro. Questo crea una carica negativa da un lato e una carica positiva dall'altro, come mostrato nella figura seguente.
Questa separazione di carica creerà una differenza di tensione nota come Hall Voltage or Hall EMF. La tensione si accumula fino a quando il campo elettrico non produce una forza elettrica sulla carica che è uguale e opposta alla forza magnetica. Questo effetto è noto comeHall Effect.
$$ \ overrightarrow {F_ {Magnetic}} \: \: = \: \: \ overrightarrow {F_ {Electric}} \: \: = \: \: q \: \: \ overrightarrow {V_ {D}} \ : \: \ overrightarrow {B} \: \: = \: \: q \: \: \ overrightarrow {E_ {H}} $$
V D è la velocità che sperimenta ogni elettrone
$ \ overrightarrow {E_ {H}} \: \: = \: \: \ overrightarrow {V_ {D}} \: \: \ overrightarrow {B} \: \: $ Poiché V = Ed
Dove q = quantità di carica
$ \ overrightarrow {B} $ = il campo magnetico
$ \ overrightarrow {V_ {D}} $ = la velocità di deriva
$ \ overrightarrow {E_ {H}} $ = l'effetto elettrico di Hall
d = distanza tra i piani in un conduttore (larghezza del conduttore)
$$ V_ {H} \: \: = \: \: \ varepsilon_ {H} \: \: = \: \: \ overrightarrow {E_ {H}} \: \: d \: \: = \: \ : \ overrightarrow {V_ {D}} \: \: \ overrightarrow {B} \: \: d $$
$$ \ varepsilon_ {H} \: \: = \: \: \ overrightarrow {V_ {D}} \: \: \ overrightarrow {B} \: \: d $$
Questa è la Hall EMF
Utilizza
L'effetto Hall viene utilizzato per ottenere informazioni sul tipo di semiconduttore, il segno dei portatori di carica, per misurare la concentrazione di elettroni o lacune e la mobilità. Da lì, possiamo anche sapere se il materiale è un conduttore, un isolante o un semiconduttore. Viene anche utilizzato per misurare la densità e la potenza del flusso magnetico in un'onda elettromagnetica.
Tipi di correnti
Venendo ai tipi di correnti nei semiconduttori, ci sono due termini da discutere. Loro sonoDiffusion Current e Drift Current.
Corrente di diffusione
Quando viene eseguito il doping, si verifica una differenza nella concentrazione di elettroni e lacune. Questi elettroni e lacune tendono a diffondersi da una maggiore concentrazione di densità di carica a un livello di concentrazione inferiore. Poiché questi sono portatori di carica, costituiscono una corrente chiamatadiffusion current.
Per conoscerlo in dettaglio, consideriamo un materiale di tipo N e un materiale di tipo P.
Il materiale di tipo N ha elettroni come portatori di maggioranza e pochi buchi come portatori di minoranza.
Il materiale di tipo P ha buchi come portatori di maggioranza e pochi elettroni come portatori di minoranza.
Se questi due materiali sono avvicinati troppo l'uno all'altro per unirsi, allora pochi elettroni dalla banda di valenza del materiale di tipo N tendono a spostarsi verso il materiale di tipo P e pochi fori dalla banda di valenza del materiale di tipo P tendono a spostarsi verso Materiale di tipo N. La regione tra questi due materiali dove avviene questa diffusione, è chiamata comeDepletion region.
Quindi, la corrente formata a causa della diffusione di questi elettroni e lacune, senza l'applicazione di alcun tipo di energia esterna, può essere definita come Diffusion Current.
Corrente di deriva
La corrente formata a causa della deriva (movimento) di particelle cariche (elettroni o lacune) a causa del campo elettrico applicato, è chiamata come Drift Current. La figura seguente spiega la corrente di deriva, se come il campo elettrico applicato fa la differenza.
La quantità di flusso di corrente dipende dalla carica applicata. Anche l'ampiezza della regione di esaurimento viene influenzata da questa corrente di deriva. Per far funzionare un componente in un circuito attivo, questa corrente di deriva gioca un ruolo importante.