高精密数字源表在霍尔效应测试中的应用_资讯频道

高精密数字源表在霍尔效应测试中的应用

时间：2021-07-09 15:45来源：21 Dianyuan

摘要：据相关数据统计，在AI、5G、汽车智能化、物联网等下游应用的推动下，全球半导体总需求未来十年将仍然保持稳定增长。

据相关数据统计，在AI、5G、汽车智能化、物联网等下游应用的推动下，全球半导体总需求未来十年将仍然保持稳定增长。随着应用技术的不断发展，对于半导体材料表征的要求也越来越高，霍尔效应测试是半导体材料的重要测试方法，它可以测得半导体材料的导电类型、载流子浓度、托移率、电阻率、霍尔系数等参数,同时还可以用于研究半导体中的杂质和电活性缺陷,所以高精度的霍尔表征对于半导体材料尤为关键。

当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。如图所示，若在X方向上通以电流Is，在Z方向上加磁场B，半导体中载流子（电子）将受到洛伦兹力，则在Y方向上半导体两侧产生附加电场---霍尔电场。

将某种半导体材料的霍尔元器件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度B垂直（磁感应强度可由励磁装置提供，恩智NGI 2600系列源表提供励磁电流Im），由NGI N2600源表在其控制端输入精确的恒定工作电流Is，霍尔电压输出端精确测量霍尔电势U_H的值。其次，N2600系列源表可提供1、3象限电流源，使控制端输入电流可正反向，励磁电流正反向也可使励磁磁场正反向。

测试数据处理与分析：
在励磁电流Im=0.80000A时，霍尔电压U_H与Is的测量数据与关系曲线如下：

表1 U_H-Is Im=0.80000A

Is(mA)	U₁(mV)	U₂(mV)	U₃(mV)	U₄(mV)
Is(mA)	+Im+Is	-Im+Is	-Im-Is	+Im-Is
2.0000	20.536	-19.077	-19.088	20.515	19.804
3.0000	28.673	-30.746	-30.678	28.687	29.696
4.0000	38.588	-41.178	-40.188	38.582	39.634
5.0000	47.863	-51.328	-51.298	47.851	49.585
6.0000	57.463	-61.478	-61.322	57.469	59.433
7.0000	66.879	-71.742	-71.695	66.872	69.297
8.0000	76.653	-82.049	-82.133	76.569	79.351
9.0000	86.112	-92.313	-92.189	86.182	89.199
10.0000	95.636	-102.458	-102.366	95.868	99.082