基本的な電子機器-ホール効果

ホール効果はにちなんで名付けられました Edwin Hall、その発見者。これは、フレミングの右手の法則にいくぶん似ています。通電導体の場合I 横磁場に置かれます B、電界 E 両方に垂直な導体に誘導されます I そして B。この現象はHall Effect。

説明

電流が流れる導体が横方向の磁場に置かれると、この磁場は電子にいくらかの圧力をかけ、電子は曲がった経路をたどって移動を続けます。エネルギーを加えた導体を次の図に示します。磁場も表示されます。

電子が磁場Bにある導体を通って移動すると、電子は磁力を受けます。この磁力により、電子は一方の側にもう一方の側よりも近く移動します。これにより、次の図に示すように、一方の側に負の電荷が発生し、もう一方の側に正の電荷が発生します。

この電荷の分離により、次のような電圧差が生じます。 Hall Voltage or Hall EMF。電圧は、電界が電荷に磁力と等しく反対の電気力を生成するまで蓄積されます。この効果はとして知られていますHall Effect。

$$ \ overrightarrow {F_ {magnetic}} \：\：= \：\：\ overrightarrow {F_ {Electric}} \：\：= \：\：q \：\：\ overridearrow {V_ {D}} \ ：\：\ overrightarrow {B} \：\：= \：\：q \：\：\ overrightarrow {E_ {H}} $$

V _Dは、すべての電子が経験している速度です。

$ \ overrightarrow {E_ {H}} \：\：= \：\：\ overrightarrow {V_ {D}} \：\：\ overrightarrow {B} \：\：$ V = Ed以降

ここで、q =電荷の量

$ \ overrightarrow {B} $ =磁場

$ \ overrightarrow {V_ {D}} $ =ドリフト速度

$ \ overrightarrow {E_ {H}} $ =ホールの電気効果

d =導体内の平面間の距離（導体の幅）

$$ V_ {H} \：\：= \：\：\ varepsilon_ {H} \：\：= \：\：\ overridearrow {E_ {H}} \：\：d \：\：= \：\ ：\ overrightarrow {V_ {D}} \：\：\ overrightarrow {B} \：\：d $$

$$ \ varepsilon_ {H} \：\：= \：\：\ overrightarrow {V_ {D}} \：\：\ overrightarrow {B} \：\：d $$

これはホールEMFです

用途

ホール効果は、半導体の種類、電荷キャリアの符号に関する情報を取得し、電子または正孔の濃度と移動度を測定するために使用されます。これにより、材料が導体、絶縁体、半導体のいずれであるかを知ることもできます。また、電磁波の磁束密度と電力を測定するためにも使用されます。

流れの種類

半導体の電流の種類に関しては、2つの用語について説明する必要があります。彼らですDiffusion Current そして Drift Current。

拡散電流

ドーピングを行うと、電子と正孔の濃度に差が生じます。これらの電子と正孔は、より高い濃度の電荷密度からより低い濃度レベルに拡散する傾向があります。これらは電荷キャリアであるため、diffusion current。

これについて詳しく知るために、N型材料とP型材料を考えてみましょう。

N型材料は、多数キャリアとして電子を持ち、少数キャリアとして少数の正孔を持っています。
P型材料は、多数キャリアとして正孔を持ち、少数キャリアとして少数の電子を持っています。

これらの2つの材料が互いに近づきすぎて結合できない場合、N型材料の価電子帯からの電子はP型材料に向かって移動する傾向があり、P型材料の価電子帯からの正孔はほとんど移動しない傾向があります。 N型素材。この拡散が発生するこれら2つの材料間の領域は、次のように呼ばれます。Depletion region。