Img00158

162

Zjawisko Halla

3.13. Zjawisko polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej w wyniku odchylania torów nośników ładunku elektrycznego w polu magnetycznym nazywa się zjawiskiem Halla — od nazwiska swego odkrywcy.

Jeśli płytkę półprzewodnika typu n, przewodzącą prąd stały o natężeniu I, umieści się w prostopadłym do niej polu magnetycznym o indukcji B (rys. 3.13-1), wówczas między zaciskami A i C pojawi napięcie U_H, zwane napięciem Halla.

Na każdy elektron poruszający się z prędkością u, zgodnie z umową, w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu prądu, działa siła od pola magnetycznego, równa

F_m = -e(uxfl)    (3.13-1)

Siła ta powoduje spychanie elektronów swobodnych do prawej krawędzi płytki, która uzyskuje wtedy potencjał niższy od potencjału krawędzi lewej. Powstaje w ten sposób w płytce pole Halla E_H, skierowane poprzecznie, które na każdy swobodny elektron wywiera siłę

F_e = -e£„    (3.13-2)

skierowaną przeciwnie do siły od pola magnetycznego F_m. Ustala się stan równowagi, w którym siły F_e i F_m równoważą się, na elektrony nie działa wtedy żadna siła -poruszają się one wzdłuż płytki.

Rys. 3.13-1. Zjawisko Halla

W stanie równowagi

-e(uxB) = -eEff    (3.13-3)