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由于霍爾電場的存在，使作定向運動的電子除了受到洛倫茲力的作用外，還要受到霍爾效應產(chǎn)生的電場力的作用，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，霍爾接近開關(guān)傳感器的電場增大，電子受到的霍爾電場力也增大因為電子所受洛倫茲力與霍爾電場作用力方向相反，當二者大小相等時達到動態(tài)平衡狀態(tài)，此時電荷將不再向兩側(cè)面累積。 霍爾電動勢正比于激勵電流及磁感應強度，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。若要霍爾效應強，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)、溫度性能和線性度都較好。N型硅的線性度最好，其霍爾系數(shù)、溫度性能同N型鍺。銻化甸對溫度最敏感，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，輸出特性線性度好。 |
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