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第31页，共77页，编辑于2022年，星期五 fl的方向在图 中是向上的, 此时电子除了沿电流反方向作定向运动外, 还在fl的作用下向上漂移, 结果使金属导电板上底面积累电子, 而下底面积累正电荷, 从而形成了附加内电场EH, 称霍尔电场, 该电场强度为 EH=  式中UH为电位差。霍尔电场的出现, 使定向运动的电子除了受洛仑磁力作用外, 还受到霍尔电场的作用力, 其大小为eEH，此力阻止电荷继续积累。 随着上、下底面积累电荷的增加, 霍尔电场增加, 电子受到的电场力也增加, 当电子所受洛仑磁力与霍尔电场作用力大小相等、 方向相反时, 即 eEH=evB 第32页，共77页，编辑于2022年，星期五 eEH=evB 则  EH=vB （6 - 17） 此时电荷不再向两底面积累, 达到平衡状态。  若金属导电板单位体积内电子数为n, 电子定向运动平均速度为v, 则激励电流I=nevbd, 则  v= （6 - 18） 将式（6 -18）代入式（6 - 17）得  EH= （6 -19） 第33页，共77页，编辑于2022年，星期五  UH = （6 -20） 式中令RH =1/（ne）, 称之为霍尔常数, 其大小取决于导体载流子密度，则  （6 - 21） 式中KH=RH/d称为霍尔片的灵敏度。由式（6 - 21）可见, 霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度,其灵敏度与霍尔常数RH成正比而与霍尔片厚度d成反比。为了提高灵敏度, 霍尔元件常制成薄片形状。 而 代入 得 第34页，共77页，编辑于2022年，星期五 对霍尔片材料的要求, 希望有较大的霍尔常数RH, 霍尔元件激励极间电阻 R=ρL/（bd）, 同时 R=UI/I=EIL/I=vL/（μnevbd） 其中UI为加在霍尔元件两端的激励电压，EI为霍尔元件激励极间内电场，v为电子移动的平均速度。 则  (7 - 17) 解得  RH=μρ （7 - 18） 从式（7 - 18）可知, 霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率与电子迁移率μ的乘积。若要霍尔效应强, 则霍尔常数RH值大, 因此要求霍尔片材料有较大的电阻率和载流子迁移率。 第35页，共77页，编辑于2022年，星期五 一般金属材料载流子迁移率很高, 但电阻率很小; 而绝缘材料电阻率极高, 但载流子迁移率极低。故只有半导体材料适于制造霍尔片。目前常用的霍尔元件材料有: 锗、 硅、砷化铟、 锑化铟等半导体材料。 其中N型锗容易加工制造, 其霍尔系数、 温度性能和线性度都较好。N型硅的线性度最好, 其霍尔系数、 温度性能同N型锗相近。锑化铟对温度最敏感, 尤其在低温范围内温度系数大, 但在室温时其霍尔系数较大。砷化铟的霍尔系数较小, 温度系数也较小, 输出特性线性度好。 表 7 - 1 为常用国产霍尔元件的技术参数。  第36页，共77页，编辑于2022年，星期五 第37页，共77页，编辑于2022年，星期五 第38页，共77页，编辑于2022年，星期五 2. 霍尔元件基本结构 霍尔元件的结构很简单, 它由霍尔片、 引线和壳体