详细说明
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N型或P型掺杂半导体在光照射下,光子能量只要分别大于施主能级和导带底能级差或受主能级与满带顶能级差Ei(eV),光能即被吸收,激发出能参与导电的光生电子或空穴。掺杂半导体产生光生载流子的截止波长为λ0≈1240/Ei。图 光电导效应机理图当光敏电阻接上直流电压Vb,并用一定强度、波长小于λ0的光线连续照射时,其输出直流电流i0为式中,η 内光量子效率(光生载流子数与人射光子数之比);μc——多数载流子的迁移率;τ——多数载流子寿命;d——光敏电阻两电间距;p——入射光功率;e——普朗克常数,为6.6261×10-34J•s。
霍尔效应的本质是:固体材料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,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。大量的研究揭示:参加材料导电过程的不带负电的电子,还有带正电的空穴。
控制电流施加在控制端子上,而在差分输出端子观察输出。一个基本的霍尔效应传感器将磁场转换为电信号。磁系统将位置、速度、电流、温度等物理量转换为磁场,而磁场又可以由霍尔效应传感器感应。霍尔效应传感器由硅材料制成,主要分为两种类型,即基本传感器和集成传感器。有源元件的霍尔系数和电流密度是制造霍尔效应传感器以产生高输出电压时要考虑的两个重要参数。因此,高霍尔系数和低电阻是霍尔元件的两个重要要求。用于制造这些传感器元件的一些材料包括InSb、Ge、InAs和GaAs。