ホール効果センサーカリキュレータ

ホール効果センサーのホール電圧、ホール係数、および感度を計算します。磁場測定、電流検知、位置検出に役立ちます。

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公式

V_H = \frac{R_H \cdot I \cdot B}{t}, \quad R_H = \frac{1}{n \cdot e}

V_H — Hall voltage (V)

R_H — Hall coefficient (m³/C)

I — Control current (A)

B — Magnetic flux density (T)

t — Element thickness (m)

n — Charge carrier density (m⁻³)

e — Elementary charge (1.602×10⁻¹⁹) (C)

仕組み

ホール効果とは、電流の流れに垂直に磁場を印加したときに、導体または半導体に横方向の電圧が発生することを表します。この現象は、ローレンツ力が電荷キャリアを偏向させ、材料全体に電位差が生じることによって発生します。ホール係数とその結果得られるホール電圧から、半導体の特性と磁場相互作用に関する重要な知見が得られます。

計算例

問題: 次のパラメータを使用して半導体のホール電圧を計算します。キャリア密度 n = 2×10¹ cm³、電流 I = 0.1 A、磁束密度 B = 0.5 T、材料厚さ t = 2 mm

解決策: 1.ホール係数の計算:RH = 1/(n · e) = 1/(2×10¹ · 1.602×10¹) = 3.12×10m³/C

2.計算ホール電圧: VH = (RH · I・B)/t = (3.12×10· 0.1 · 0.5)/(0.002) = 0.0078 V または 7.8 mV

実践的なヒント

✓既知の磁場強度でセンサーを校正
✓正確な測定のために温度係数を考慮してください
✓一貫した結果を得るには、高品質の半導体材料を使用してください

よくある間違い

✗温度によるキャリア密度の変化を無視
✗センサー表面全体で均一な磁場を想定
✗計測単位の誤った変換

よくある質問

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