关于霍尔效应的论文
霍尔效应综述(物理专业毕业论文)[管理资料]
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由()式可知,如果霍尔元件的灵敏度 已知,测得了控制电流I和产生的霍尔电压 ,则可测定霍尔元件所在处的磁感应强度为 。
当霍尔元件的材料和厚度确定时,设:
()
将式()代入式()中得:
()
式中: 称为元件的灵敏度,它表示霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下的霍尔电势大小,其单位是 , 一般要求 愈大愈好。由于金属的电子浓度 很高,所以它的RH或KH,都不大,因此不适宜作霍尔元件。此外元件厚度d愈薄,KH愈高,所以制作时,往往采用减少d的办法来增加灵敏度,但不能认为d愈薄愈好,因为此时元件的输入和输出电阻将会增加,这对霍尔元件是不希望的。
,一快长为l、宽为b、厚为d的N型单晶薄片,置于沿Z轴方向的磁场 中,在X轴方向通以电流I,则其中的载流子—电子所受到的洛仑兹力为
()
式中 为电子的漂移运动速度,其方向沿X轴的负方向。e为电子的电荷量。 指向Y轴的负方向。自由电子受力偏转的结果,向A侧面积聚,同时在B侧面上出现同数量的正电荷,在两侧面间形成一个沿Y轴负方向上的横向电场 (即霍尔电场),使运动电子受到一个沿Y轴正方向的电场力 ,A、B面之间的电位差为 (即霍尔电压),则
关键词:霍尔效应 霍尔效应副效应 反常霍尔效应 整数霍尔效应 分数霍尔效应 霍尔元件
Summary of Hall effect
Abstract:This article mainly narrates the Hall effect principle, the condition which the Hall effect produces, Hall effect several kind of vice-effects: The distress seat of monarchical government Howson effect, can the Si special effect be supposed, in the discipline - - Leduc effect, the equipotential not to cause potential difference. Surveys the Hall part's zero position through the Hall effect experiment (not equipotential line) the electric potential and not the equipotential line resistance, surveys the Hall voltage and the operating current relations, surveys the Hall voltage and the exciting current relations, surveys in the electro-magnet air gap the magnetic induction intensity distribution. From the unusual Hall effect's background, the definition as well as the unusual Hall effect's prospects for development make the elaboration; Through the integer Hall effect elaboration, the score Hall effect's elaboration, has made the introduction variously to Hall effect's prospects for development. Finally to the Hall part's development, the use makes the detailed introduction.
霍尔效应在无功功率表应用论文

霍尔效应在无功功率表中的应用探究摘要:霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
阐述了霍尔效应的原理,霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。
在电力测量中,用普通的电压、电流线圈构成的功率表测量精度低、反应速度慢,不能满足精度要求。
为了提高无功功率的测量精度,本文将霍尔传感器引入无功功率的测量中,介绍了霍尔效应、霍尔传感器工作原理、无功功率理论及霍尔式功率表的制作原理,为电力无功功率的快速、精确测量提供了理论依据。
关键词:霍尔效应;无功功率;传感器;功率表中图分类号:o472.6 文献标识码:a文章编号:1007-9599(2011)24-0000-02the application study of hall effect in the reactive power meterzhang cuiming(shijiazhuang vocational and technologyinstitute,shijiazhuang050081,china)abstract:hall effect is found in the 1879u.s.physicist,hall graduate student to do research carrier conductor in a magnetic field by the force experiments.on hall effect principles,characteristics and classification of the hall element,as well as applications in various fields.powermeasurement,with a common voltage,current coil constitute the power meter measurement accuracy is low,the reaction is slow,can not meet the accuracy requirements.order to improve the measurement accuracy of the reactive power,hall sensors into the measurement of reactive power,hall effect,hall sensor working principle,the reactive power theory and the hall of power production principle,for the powerfast,accurate measurements of the reactive power provides a theoretical basis.keywords:hall effect;reactive power;sensor;power meter 伴随电力电子技术的快速发展,家庭和企业中不断引入各种各样的电子设备,使电路越来越复杂,电路的精确测量也越来越受到重视。
霍尔效应实验的应用与拓展—论文

学号:***********某某某某某某某学院学年论文专业:*********年级:20**级姓名:*******指导教师:*******完成学期:20**-20**第**学期霍尔效应实验应用与拓展摘要:霍尔效应实验是物理专业学生的一个重要实验。
本文详细介绍了霍尔效应的实验原理、霍尔效应的发现、本质以及霍尔实验的应用及霍尔实验的拓展。
关键词:霍尔效应;测量方法;应用发展前景With the development of experimentalapplication of Hall effectAbstract: Hall Effect experiment is an important experiment physics majors. This paper introduces the experimental principle, the Hall Effect of the discovery of the Hall Effect, nature and application and Hall experimental development.Key words: Hall Effect; Measuring method; Applied prospects for development引言随着半导体物理学的迅速发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
如今,霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且随着电子技术的发展,利用该效应制成的霍尔器件,由于结构简单、频率响应宽、寿命长、可靠性高等优点,已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。
霍尔效应实验论文

题目:霍尔效应的应用摘要:霍尔效应(Hall effect )是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应这个现象是美国物理学家霍尔于1879年发现的,后被称作为霍尔效应;本文通过叙述霍尔效应以及霍尔效应测螺线管磁场的实验,简单介绍了霍尔效应的基本原理和霍尔效应在测量磁场方面的应用,以及电磁测量实验的基本思想,目前霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用半导体的霍尔效应制成的器件已广泛的应用于磁场的测量,非电量电测,自动控制和信息处理等方面。
关键词:电磁测量 霍尔效应 原理 应用正文:一、实验目的:1.了解霍耳效应实验原理以及有关霍耳器件对材料要求的知识。
2.学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量试样的S H I V - 和M H I V -和B - X 曲线。
二、实验仪器:双踪道电源一台、直流稳压电源一台、低点势直流电位差计一台、光点检流计一台、安培表两台、电阻箱三台,换向开关三个、单刀单掷开关一个、螺线管一个、标准电池一个,导线若干。
三、实验原理:1.霍耳效应霍耳效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍耳电场H E 。
如图1所示的半导体试样,若在x 方向通以电流S I ,在z 方向加磁场B ,则在y 方向即试样 A A '- 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对图1(a )所示的N 型试样,霍耳电场逆y 方向,(b )的P 型试样则沿y 方向。
即有:显然,霍耳电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移,当载流子所受的横向电场力H eE 与洛仑兹力B v e 相等,样品两侧电荷的积累就达到动态平衡,故有:B v e E e H ∙∙=∙ (1)其中H E 为霍耳电场,v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
霍尔效应及其误差分析

霍尔效应及其误差分析****本科短学期论⽂(设计)题⽬霍尔效应及其误差分析学⽣ ***指导教师***年级 2009级专业应⽤物理学物理与电⽓⼯程系2010年7⽉摘要霍尔效应试验在测量过程中,由于各种副效应会引起各种误差。
在此做以分析和修正,采⽤Vh对称测量法以消除副效应。
考虑到载流⼦的速度统计分布所引起的误差,对载流⼦浓度n进⾏修正。
经过修正后的实验,更⼤程度地降低了实验误差,使Rh的测量更加接近真实值。
关键词霍尔⽚载流⼦密度霍尔系数霍尔电压⼀引⾔霍尔效应是霍尔于1879年发现的,这⼀效应在科学实验和⼯程技术中有着⼴泛的应⽤。
霍尔系数的准确测量在应⽤中有着⼗分重要的意义。
由于霍尔系数在测量过程中伴随着各种副效应,使得霍尔系数在测量过程中变得⽐较困难。
因此我们在测量过程中采取了“对称测量法”消除副效应,对于载流⼦浓度,我们考虑到电⼦的速度统计分布,引⼊修正系数3π/8,使得载流⼦浓度的测量更加准确。
⼆实验内容2.1实验⽬的(1)了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。
(2)学会⽤‘对称测量法’消除副效应的影响,测量并绘制Vh-Is曲线。
(3)确定试样的导电类型,载流⼦浓度和霍尔系数。
2.2实验仪器TH-H型霍尔效应实验仪 TH-H型霍尔效应测试仪2.3实验原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒⼦在磁场中受洛仑兹⼒的作⽤⽽引起的偏转。
当带电粒⼦(电⼦或空⽳)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的⽅向上产⽣正负电荷的聚积,从⽽形成附加的横向电场。
对于半导体样品,若在x⽅向通以电流,在z⽅向加磁场,则在y⽅向即样品a、b电极两侧就开始聚积异号电荷⽽产⽣相应的电场,电场的指向取决于样品的导电类型。
显然,当载流⼦受到横向电场⼒时,电荷不断聚积,电场不断加强,直到样品两侧电荷的积累达到平衡,即样品a、b间形成了稳定的电势差Vh(霍尔电压)。
设Eh为霍尔电场,是载流⼦在电流⽅向上的平均漂移速度,样品的宽度为b ,厚度为 d,载流⼦浓度为n ,则有:(1-1)则(1-2)其中称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
霍尔效应原理及其运用

[键入公司名称]中山大学新华学院课程论文r论文题目:霍尔效应原理及其运用课程名称:医用物理学专业:生物医学工程*名:***学号: ********[在此处键入文档摘要。
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]霍尔效应原理及其应用【摘要】霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应。
这个电势差也被称为霍尔电势差。
霍尔阐述了霍尔效应的原理,霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。
【关键词】霍尔效应霍尔元件应用Abstract:Hall Effect is a kind of electromagnetic effect, this phenomenon is the physicist hall (A.H.H all, 1855-1938) in 1879 had found when reading a graduate student in doing research carrier conductor in magnetic field force function experiment. the current is perpendicular to the external magnetic field through the conductor, the conductor perpendicular to the magnetic field and current direction between the two end there will be potential difference, this phenomenon is hall effect. The electric potential difference is also called hall electric potential difference. Hall on the hall effect principle, characteristics and classification of hall element and the application in all fields.Key words: Hall Effect Hall Element application一、霍尔效应原理(一)经典霍尔效应霍尔效应是载流试样在与之垂直的磁场中由于载流子受洛仑兹力作用发生偏转而在垂直于电流和磁场方向的试样的两个端面上出现等量异号电荷而产生横向电势差U的现象。
霍尔效应及应用

课程论文(2010-2011学年秋季学期)论文题目:《霍尔效应及应用》文献检索课程名称:大学物理学任课教师:黄峰班级:地信091学号:0908140121姓名:彭珺课程论文格式要求(封皮的背面):1.课程论文采用统一封面,以左侧为准装订成册。
2.课程论文一律使用标准A4复印纸打印或使用标准A4复印纸手写稿形式上交。
3.论文打印的格式要求:论文标题(使用隶书二号加黑;一级标题、二级标题、三级标题分别使用宋体三号、四号及小四号并加加黑)摘要、关键字(需使用宋体小四号)正文(使用宋体小四号,行距20磅)参考文献(使用宋体五号)霍尔效应及应用——《理论专题物理选讲》读书报告摘要:霍尔效应是一种发现、研究和应用都很早的磁电效应。
霍尔效应的研究在当今已取得了许多突破性的进展,在科学技术的许多领域都有着广泛的应用。
关键词:霍尔效应;霍尔传感器前言霍尔效应在当今科学技术的许多领域都有着广泛的应用,如测量技术、电子技术、自动化技术等。
近年来,由于新型半导体材料和低维物理学的发展使得人们对霍尔效应的研究取得了许多突破性进展。
德国物理学家克利青(K.V.Klitzing)因发现量子霍尔效应而荣获1985年度诺贝尔物理学奖;美籍华裔物理学家崔琦、美籍德裔物理学家施特默(H.L.Stormer)和美国物理学家劳克林(ughlin)因在发现分数量子霍尔效应方面所作出的杰出贡献而荣获1998 年度诺贝尔物理学奖。
这一领域因两次授予诺贝尔奖而引起了人们广泛的兴趣,崔琦也成为第六位获得诺贝尔奖的华裔科学家。
本文系统阐述了霍尔效应及应用,并详细介绍了国内外有关量子霍尔效应研究的新进展。
1、经典霍尔效应1897 年,霍尔(E.H.Hall)正在马里兰的 JohnsHopkins大学读研究生。
当时还没有发现电子,也没有人知道金属导电的机理。
他注意到著名的英国物理学家麦克斯韦和瑞典物理学家埃德隆关于一个问题的分歧,于是在导师罗兰(H.A.Rowland)教授的支持下,做实验来验证磁场到底对导线中的电流有没有影响,却发现了一种特殊的现象:如图1所示,将载流导体板放在磁场中,使磁场方向垂直于电流方向,在导体板两侧 ab 之间就会出现横向电势差 U。
霍尔效应实验论文霍尔效应论文

霍尔效应实验论文霍尔效应论文差分霍尔效应加速度测量方法及其线性实验模拟摘要:对磁场中对称结构的霍尔元件的输出特性进行研究,提出一种差分霍尔效应加速度测量方法。
基于线性霍尔元件和圆柱形永磁体设计加速度测量模型,两个霍尔元件与磁体构成对称互补结构,以差分方式输出信号电压。
建立加速度与输出电压的线性关系,实现以非接触的方式测量加速度。
模型的对称互补式设计,减小了非线性因素对测量的影响,改善了输出线性度。
差分式电压输出,能够抑制共模干扰和零点漂移,并提高了信号幅度。
对模型进行线性模拟实验,实验结果符合理论结论。
数据分析显示,测量方法具有较高灵敏度和线性度。
关键词:加速度;测量方法;测量模型;差分霍尔效应;非接触式Differential Hall-effect Acceleration Measurement Method andIts Linear Experimental SimulationLI Faming,QIU Zhaoyun,JIANG Guangdong(Weifang Medical University,Weifang,261053,China)Abstract:Output characteristics Hall element in the magnetic field symmetry structure are studied,aHall-differential acceleration measurement method ofimpact-resistant mutant is proposed.An acceleration measurement model is designed based on the linear Hall elements and the cylindrical permanent magnet,two Hall elements and the magnets constitute a symmetric complementary structure,and output signal voltage differentially.The linear relationship between acceleration and output voltage are established to achieve a non-contact way of measuring acceleration.The model′s symmetric complementary design reduces the non-linear effects of factors on the measurement and improves output linearity.Differential voltage output of the model can suppress common mode interference and zero drift,and improve the signal amplitude.Linear simulations are put on the model,and experimental study results are in line with the theoretical conclusions.Analysis of data shows that the experimental results are with high sensitivity and linearity.Keywords:acceleration;measurement method;measurement model;differential Hall-effect;non-contact0 引言技术成熟的微机械式加速度传感器大致分为应变式[1]、容感式[2]、热感式[3]三种。
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关于霍尔效应的论文
一:基本概念
美国物理学家霍尔于1879年在实验中发现,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。
这个电势差也被叫做霍尔电势差。
二:基本原理
霍尔效应是磁电效应的一种,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这个电势差就被叫做霍尔电势差。
导体中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。
正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。
平行电场和电流强度之比就是电阻率。
此外,大量的研究揭示:参加材料导电过程的不仅有带负电的电子还有带正电的空穴。
方便起见,假设一导体为长方体,长度为a ,b ,c .磁场垂直ab 平面,电流经过ad,则I=nqv(ad),n为电荷密度。
设霍尔电压VH,导体沿霍尔电压方向的电场为VH/a,设磁场强度为B。
则由
qVH/a=qvB得VH=vBa,把v=i/nqad带入得VH=iB/nqd.
因此,对于一个已知霍尔系数的导体,通过一个已知方向、大小的电
流,同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小,就可以得出该导体所处磁场的方向和大小。
三:霍尔效应的主要应用
根据霍尔效应做成的霍尔器件,就是以磁场为工作媒体,将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出,使之具备传感和开关的功能。
讫今为止,已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有:在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关,等等。
例如:汽车点火系统,设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器,用作点火脉冲发生器。
这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压,控制电控单元(ECU)的初级电流。
相对于机械断电器而言,霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护,能够适应恶劣的工作环境,还能精确地控制点火正时,能够较大幅度提高发动机的性能,具有明显的优势。
用作汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用。
许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越
怕电磁干扰。
而在汽车上有许多灯具和电器件,尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号。
采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。
霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。
例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。
霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。
目前的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。
四:结语
学习了霍尔效应,让我体会到物理学家是怎样用一些简单的原理来完成重大的课题,并进一步让我感受到什么是真正的科学精神,引导我们建立正确的科学态度。