霍爾效應(yīng)的應(yīng)用及霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)的構(gòu)成

霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要。霍爾發(fā)現(xiàn)，如果對位于磁場(B)中的導(dǎo)體(d)施加一個電流(Iv)，該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向，那么則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產(chǎn)生另一個電壓(UH)，人們將這個電壓叫做霍爾電壓，產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。 好比一條路， 本來大家是均勻的分布在路面上, 往前移動。當(dāng)有磁場時， 大家可能會被推到靠路的右邊行走。故路 (導(dǎo)體) 的兩側(cè)，就會產(chǎn)生電壓差。這個就叫“霍爾效應(yīng)"。根據(jù)霍爾效應(yīng)做成的霍爾器件，就是以磁場為工作媒體，將物體的運(yùn)動參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出，使之具備傳感和開關(guān)的功能。

迄今為止，已在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用的霍爾器件有：在分電器上作信號傳感器、ABS系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、液體物理量檢測器、各種用電負(fù)載的電流檢測及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸角度傳感器、各種開關(guān)，等等。

例如汽車點火系統(tǒng)，設(shè)計者將霍爾傳感器放在分電器內(nèi)取代機(jī)械斷電器，用作點火脈沖發(fā)生器。這種霍爾式點火脈沖發(fā)生器隨著轉(zhuǎn)速變化的磁場在帶電的半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓，控制電控單元（ECU）的初級電流。相對于機(jī)械斷電器而言，霍爾式點火脈沖發(fā)生器無磨損免維護(hù)，能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，還能精*地控制點火正時，能夠較大幅度提高發(fā)動機(jī)的性能，具有明顯的優(yōu)勢。

用作汽車開關(guān)電路上的功率霍爾電路，具有抑制電磁干擾的作用。許多人都知道，轎車的自動化程度越高，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件，尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機(jī)和雨刮器電機(jī)在開關(guān)時會產(chǎn)生浪涌電流，使機(jī)械式開關(guān)觸點產(chǎn)生電弧，產(chǎn)生較大的電磁干擾信號。采用功率霍爾開關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象。

霍爾器件通過檢測磁場變化，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵?，可用于監(jiān)視和測量汽車各部件運(yùn)行參數(shù)的變化。例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等等，并可將這些變量進(jìn)行二次變換；可測量壓力、質(zhì)量、液位、流速、流量等?；魻柶骷敵隽恐苯优c電控單元接口，可實現(xiàn)自動檢測。如今的霍爾器件都可承受一定的振動，可在零下40攝氏度到零上150攝氏度范圍內(nèi)工作，全部密封不受水油污染，*適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境。

霍爾效應(yīng)測試儀，是用于測量半導(dǎo)體材料的載流子濃度、遷移率、電阻率、霍爾系數(shù)等重要參數(shù)，而這些參數(shù)是了解半導(dǎo)體材料電學(xué)特性必須預(yù)先掌控的，因此是理解和研究半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體材料電學(xué)特性必*的工具。

本儀器系統(tǒng)由：電磁鐵、高精度電源、高斯計、高精度恒流源、高精度電壓表、霍爾探頭、電纜、標(biāo)準(zhǔn)樣品、樣品安裝架、系統(tǒng)軟件。為本儀器系統(tǒng)專門研制的JH10 效應(yīng)儀將恒流源，六位半微伏表及霍耳測量復(fù)雜的切矩陣開關(guān)組裝成一體，大大減化了實驗的連線與操作。JH10 可單獨(dú)做恒流源、微伏表使用。用于測量半導(dǎo)體材料的載流子濃度、遷移率、電阻率、霍爾系數(shù)等重要參數(shù)，而這些參數(shù)是了解半導(dǎo)體材料電學(xué)特性必須預(yù)先掌控的，因此霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)是理解和研究半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體材料電學(xué)特性必★的工具。 實驗結(jié)果由軟件自動計算得到，可同時得到體載流子濃度(Bulk Carrier Concentration)、表面載流子濃度(Sheet Carrier Concentration)、遷移率(Mobility)、電阻率(Resistivity)、霍爾系數(shù)(Hall Coefficient)、磁致電阻(Magnetoresistance)等等。