题目内容
【题目】霍尔元件是一种重要的磁传感器,常应用在与磁场有关的自动化控制和测量系统中。如图所示,在一矩形半导体薄片的1、2间通入电流I,同时外加与薄片前后表面垂直的磁场B,当霍尔电压UH达到稳定值后,UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式
,其中比例系数RH称为霍尔系数,仅与材料性质有关。
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(1)若半导体材料是电子导电,霍尔元件通过如图所示电流I,接线端3的电势比接线端4的电势_______(填“高”或“低”);
(2)已知元件厚度为d,宽度为b,电流的大小为I,磁感应强度大小为B,电子电量为e,单位体积内自由电子的个数为n,测量相应的UH值,则霍尔系数RH=______;
【答案】低
【解析】
(1)[1].电流从1到2,则电子从2到1的方向,由左手定则可知,电子受洛伦兹力向上,偏向上极板3,即接线端3的电势比接线端4的电势低;
(2)[2].由题意得:
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解得:
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当电场力与洛伦兹力平衡时,有:
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解得
UH=vbB,
又有电流的微观表达式:
I=nevS=nevbd
联立解得:
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