霍爾效應測試儀的工作原理

在均勻強磁場B中放入一塊板狀金屬導體，并與磁場B方向垂直如圖1-1，在金屬板中沿與磁場B垂直的方向通以電流I 的時候，在金屬板上下表面之間會出現橫向電勢差HU，這種現象稱為霍爾效應，電勢差HU稱為霍爾電勢差。進一步的觀察實驗還指出，霍爾電勢差HU大小與磁感應強度B和電流強度I的大小都成正比，而與金屬板的厚度d成反比，即)(/VdIBRUHH?。式中)(13?CmRH僅與導體材料有關，稱為霍爾系數。當時雖然發現了霍爾效應現象，但在發現電子以前，人們不知道導體中的載流子是什么，不能從電子運動的角度加以解釋霍爾效應的物理現象，現在我們按電子學理論對霍爾效應做了如下的解釋：金屬中的電流就是自由電子的定向流動，運動中的電子在磁場中要受到洛侖茲力的作用。

霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起的偏轉。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直電流和磁場方向上產生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場，即霍爾電場HE。如圖1-1所示的半導體試樣，若在X方向通以電流SI，在Z方向加磁場B，則在Y方向即試樣A-A/ 電極兩側就開始聚集異號電荷而產生相應的附加電場。電場的指向取決于試樣的導電類型。