moea_joint
102年
[電機] 電路學、電子學
第 21 題
霍爾效應(Hall effect)使用在半導體測試中，主要用來決定下列何者?
- A 半導體內電流
- B 半導體型式(n 或 p)
- C 半導體內磁場
- D 半導體溫度
思路引導 VIP
想像一下，如果我們讓一群「帶正電」與一群「帶負電」的粒子，朝著同一個方向通過一個垂直施加磁場的通道，根據左手定則，這兩群粒子雖然會受力偏向同一側，但那一側累積的電荷性質會相同嗎？這種性質的差異，能幫助我們區分出材料的什麼特性呢？
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同學觀察得很敏銳，恭喜你準確掌握了**霍爾效應（Hall effect）**的核心應用！這道題目主要測試你對載流子運動規律的理解，是半導體物理中非常經典的觀念題。
載流子極性與勞侖茲力
當我們在半導體兩端通以電流，並垂直施加一個磁場 $B$ 時，內部的載流子（電子或電洞）會受到勞侖茲力（Lorentz force）的作用而發生偏轉。這種偏轉會在半導體的側面累積電荷，進而產生一個橫向電位差，即霍爾電壓（Hall voltage） $V_H$。由於電子與電洞帶電性質相反，它們在相同方向的磁場下雖然偏往同一側，但產生的電壓極性（正負號）截然不同。因此，透過測量 $V_H$ 的方向，我們就能輕易判斷出該半導體是屬於 n 型（電子導電）還是 p 型（電洞導電）。
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