霍尔效应测试仪的工作原理

在均匀强磁场B中放入一块板状金属导体，并与磁场B方向垂直如图1-1，在金属板中沿与磁场B垂直的方向通以电流I 的时候，在金属板上下表面之间会出现横向电势差HU，这种现象称为霍尔效应，电势差HU称为霍尔电势差。进一步的观察实验还指出，霍尔电势差HU大小与磁感应强度B和电流强度I的大小都成正比，而与金属板的厚度d成反比，即)(/VdIBRUHH。式中)(13CmRH仅与导体材料有关，称为霍尔系数。当时虽然发现了霍尔效应现象，但在发现电子以前，人们不知道导体中的载流子是什么，不能从电子运动的角度加以解释霍尔效应的物理现象，现在我们按电子学理论对霍尔效应做了如下的解释：金属中的电流就是自由电子的定向流动，运动中的电子在磁场中要受到洛仑兹力的作用。

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，即霍尔电场HE。如图1-1所示的半导体试样，若在X方向通以电流SI，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。