霍爾效應(yīng)測試儀的工作原理

在均勻強磁場B中放入一塊板狀金屬導體，并與磁場B方向垂直如圖1-1，在金屬板中沿與磁場B垂直的方向通以電流I 的時候，在金屬板上下表面之間會出現(xiàn)橫向電勢差HU，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，電勢差HU稱為霍爾電勢差。進一步的觀察實驗還指出，霍爾電勢差HU大小與磁感應(yīng)強度B和電流強度I的大小都成正比，而與金屬板的厚度d成反比，即)(/VdIBRUHH?。式中)(13?CmRH僅與導體材料有關(guān)，稱為霍爾系數(shù)。當時雖然發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，但在發(fā)現(xiàn)電子以前，人們不知道導體中的載流子是什么，不能從電子運動的角度加以解釋霍爾效應(yīng)的物理現(xiàn)象，現(xiàn)在我們按電子學理論對霍爾效應(yīng)做了如下的解釋：金屬中的電流就是自由電子的定向流動，運動中的電子在磁場中要受到洛侖茲力的作用。

霍爾效應(yīng)從本質(zhì)上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起的偏轉(zhuǎn)。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導致在垂直電流和磁場方向上產(chǎn)生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場，即霍爾電場HE。如圖1-1所示的半導體試樣，若在X方向通以電流SI，在Z方向加磁場B，則在Y方向即試樣A-A/ 電極兩側(cè)就開始聚集異號電荷而產(chǎn)生相應(yīng)的附加電場。電場的指向取決于試樣的導電類型。