半導體薄片置于磁感應強度為 B 的磁場中,磁場方向垂直于薄片,如圖所示。當有電流 I 流過薄片時,在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢 EH ,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應,該電動勢稱為霍爾電勢,上述半導體薄片稱為霍爾元件。
原理簡述如下:激勵電流 I 從 a 、 b 端流入,磁場 B 由正上方作用于薄片,這時電子 e 的運動方向與電流方向相反,將受到洛侖茲力 FL 的作用,向內側偏移,該側形成電子的堆積,從而在薄片的 c 、 d 方向產生電場 E 。電子積累得越多, FE 也越大,在半導體薄片 c 、 d 方向的端面之間建立的電動勢 EH 就是霍爾電勢。
由實驗可知,流入激勵電流端的電流 I 越大、作用在薄片上的磁場強度 B 越強,霍爾電勢也就越高。磁場方向相反,霍爾電勢的方向也隨之改變,因此霍爾傳感器能用于測量靜態(tài)磁場或交變磁場。