5.5: Проблеми

5.1. Припустимо, що ви використовуєте шматок напівпровідника як прилад з ефектом Холла для вимірювання магнітного поля. Ви подаєте постійний струм через пристрій. Ви хотіли б замінити шматок напівпровідника іншим, який дасть більший вихід для того ж зовнішнього магнітного поля. Перерахуйте два способи, якими ви можете змінити шматок напівпровідника, щоб вихід збільшувався. (Вкажіть як майно, так і чи потрібно його збільшити або зменшити.)

5.2. Шматок напівпровідника п-типу використовується як прилад з ефектом Холла. Прилад має товщину$d_{thick} = 1 mm$. Він поміщений у зовнішнє магнітне поле$|\overrightarrow{B}| = 10^{-5} \frac{Wb} {cm^2}$. Напруга Холла$5 \mu V$ вимірюється, коли$3 mA$ подається струм. Обчисліть$p$, концентрацію заряду (отвору) в одиницях$\frac{1}{cm^3}$.

5.3. Прилад з ефектом Холла використовується для вимірювання сили зовнішнього магнітного поля. Орієнтується пристрій способом, описаним на рис.5.1.1. Він виготовлений з куба кремнію р-типу з концентрацією отворів,$5 \cdot 10^{15} cm^{-3}$ де довжина кожної сторони куба дорівнює$1 mm$. Через пристрій$3 mA$ подається струм. Напруга, виміряна на пристрої, є$2.4 mV$. Знайти силу зовнішньої щільності магнітного потоку,$|\overrightarrow{B}|$.

5.4. Прилад з ефектом Холла використовується для вимірювання сили зовнішнього магнітного поля. Орієнтується пристрій способом, описаним на рис.5.1.1. Він виготовляється з матеріалу довжини$l = 3 mm$, ширини$w = 0.5 mm$, товщини$d_{thick} = 0.5 mm$. Він має концентрацію отворів$p = 10^{20} m^{-3}$. В експерименті прилади поміщали у зовнішнє магнітне поле$|\overrightarrow{B}| = 2.5 \frac{Wb}{m^2}$ і$9 mV$ вимірювали напругу. Який струм використовувався в експерименті?

5.5. Для опору Холла було дано два вирази:

$R_H = \frac{B_z}{qp} \cdot \frac{w}{l \cdot d_{thick}}$і$R_H = \frac{h}{q^2n}.$

Показати, що обидва вирази мають одиниці Ом.