Basic-electronics-hall-effect
ベーシックエレクトロニクス-ホール効果
ホール効果は、その発見者である Edwin Hall にちなんで命名されました。 これは、フレミングの右手の法則にやや似ています。 電流が流れる導体 I が横磁場 B に置かれると、導体に I と B の両方に垂直に電界 E が誘導されます。 この現象は「ホール効果」と呼ばれます。
説明
電流を運ぶ導体が横方向の磁場に置かれると、この磁場は電子にいくらかの圧力を加え、曲がった経路をたどって電子の旅を続けます。 エネルギーが印加された導体を次の図に示します。 磁場も表示されます。
電子が磁場Bにある導体を通過すると、電子は磁力を経験します。 この磁力により、電子は一方よりも他方の近くに移動します。 これにより、次の図に示すように、一方の側に負の電荷が、他方の側に正の電荷が作成されます。
この電荷の分離により、*ホール電圧またはホールEMF *として知られる電圧差が生じます。 電場が電荷に等しく、磁力と反対の電気力を生成するまで、電圧が上昇します。 この効果は*ホール効果*として知られています。
\ overrightarrow \ {F _ \ {magnetic}} \：\：= \：\：\ overrightarrow \ {F _ \ {Electric}} \：\：= \：\：q \：\：\ overrightarrow \ {V_ \ {D}} \：\：\ overrightarrow \ {B} \：\：= \：\：q \：\：\ overrightarrow \ {E _ \ {H}}
V〜D〜は、すべての電子が経験している速度です
$ \ overrightarrow \ {E _ \ {H}} \：\：= \：\：\ overrightarrow \ {V _ \ {D}} \：\：\ overrightarrow \ {B} \：\：$ V = Ed以来
ここで、q =充電量
$ \ overrightarrow \ {B} $ =磁場
$ \ overrightarrow \ {V _ \ {D}} $ =ドリフト速度
$ \ overrightarrow \ {E _ \ {H}} $ =ホール電気効果
d =導体内のプレーン間の距離（導体の幅）
V _ \ {H} \：\：= \：\：\ varepsilon _ \ {H} \：\：= \：\：\ overrightarrow \ {E _ \ {H}} \：\：d \：\： = \：\：\ overrightarrow \ {V _ \ {D}} \：\：\ overrightarrow \ {B} \：\：d
\ varepsilon _ \ {H} \：\：= \：\：\ overrightarrow \ {V _ \ {D}} \：\：\ overrightarrow \ {B} \：\：d
これがホールEMFです
Uses
ホール効果は、半導体の種類、電荷キャリアの符号に関する情報を取得し、電子または正孔の濃度と移動度を測定するために使用されます。 これにより、材料が導体、絶縁体、または半導体であるかどうかを知ることもできます。 また、電磁波の磁束密度と電力の測定にも使用されます。
電流の種類
半導体の電流の種類については、2つの用語を検討する必要があります。 それらは*拡散電流*および*ドリフト電流*です。
拡散電流
ドーピングが行われると、電子と正孔の濃度に差が生じます。 これらの電子と正孔は、電荷密度の高い濃度から低い濃度レベルに拡散する傾向があります。 これらは電荷キャリアなので、*拡散電流*と呼ばれる電流を構成します。
これについて詳しく知るために、N型材料とP型材料を考えてみましょう。
- N型材料は、多数キャリアとして電子を持ち、少数キャリアとして少数のホールを持ちます。
- P型材料には、多数キャリアとして正孔があり、少数キャリアとして電子がほとんどありません。
これら2つの材料が互いに近すぎて結合できない場合、N型材料の価電子帯からの電子はほとんどなく、P型材料の方へ移動する傾向があり、P型材料の価電子帯からの正孔はほとんどありません。 N型材料。 この拡散が起こる2つの材料の間の領域は、*空乏領域*と呼ばれます。
したがって、これらの電子と正孔の拡散によって形成された電流は、外部エネルギーを一切加えずに、*拡散電流*と呼ぶことができます。
ドリフト電流
電界の印加による荷電粒子（電子または正孔）のドリフト（運動）により形成される電流は、*ドリフト電流*と呼ばれます。 次の図は、印加された電界がどのように違いを生むかにかかわらず、ドリフト電流を説明しています。
電流の量は、適用される電荷に依存します。 このドリフト電流により、空乏領域の幅も影響を受けます。 アクティブ回路でコンポーネントを機能させるには、このドリフト電流が重要な役割を果たします。
