由于霍爾電場(chǎng)的存在，使作定向運(yùn)動(dòng)的電子除了受到洛倫茲力的作用外，還要受到霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的電場(chǎng)力的作用，其力的大小為FH=EEH，此力阻止電荷繼續(xù)累積。隨著內(nèi)、外側(cè)面積累電荷的增加，霍爾接近開(kāi)關(guān)傳感器的電場(chǎng)增大，電子受到的霍爾電場(chǎng)力也增大因?yàn)殡娮铀苈鍌惼澚εc霍爾電場(chǎng)作用力方向相反，當(dāng)二者大小相等時(shí)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，此時(shí)電荷將不再向兩側(cè)面累積。
霍爾電動(dòng)勢(shì)正比于激勵(lì)電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度，其霍爾元件的靈敏度與霍爾系數(shù)成正比，與霍爾元件的存度成反比。因此，為了提高靈敏度，霍爾元件常制成薄片形狀。若要霍爾效應(yīng)強(qiáng)，則希望有較大的霍爾系數(shù)，因此要求霍爾元件材料有較大的電阻率和載流子遷移率。一般金屬材料載流子遷移率很高，但電阻率很小;而絕緣材料電阻率極高，但載流子遷移率極低，故只有半導(dǎo)體材料才適于制造霍爾元件。目前常用的霍爾元件材料有：鍺、硅、砷化甸、銻化甸等半導(dǎo)體材料。其中N型鍺容易加工制造，其霍爾系數(shù)、溫度性能和線(xiàn)性度都較好。N型硅的線(xiàn)性度最好，其霍爾系數(shù)、溫度性能同N型鍺。銻化甸對(duì)溫度最敏感，尤其在低溫范圍內(nèi)溫度系數(shù)大，但在室溫時(shí)其霍爾系數(shù)較大。砷化甸的霍爾系數(shù)較小，溫度系數(shù)也較小，輸出特性線(xiàn)性度好。 |
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