¿Por qué el tipo n y el tipo p tienen distinto signo del voltaje de Hall?

El signo lo fija la carga de los portadores mayoritarios. Electrones y huecos se desvían de modo que en el mismo lado de la placa queda carga de signo distinto. R_H = 1/(n q) es negativo para electrones y positivo para huecos.

¿Por qué si la placa es más gruesa baja U_H?

En la fórmula U_H = R_H I B / t el espesor está en el denominador: la misma corriente se reparte en una sección mayor y el campo transversal es más débil. A I y B fijos, a mayor t, menor voltaje de Hall.

¿Hay efecto Hall en un aislante?

No hay un voltaje estacionario medible: casi no hay portadores libres. En un conductor ideal el E interno es 0 y no se establece un campo de Hall estable. El efecto se ve en metales y, sobre todo, en semiconductores.

¿Dónde se aplica el efecto Hall?

Sensores de campo magnético, medida de corriente sin contacto, sensores de posición en motores. El signo de U_H indica el tipo de portadores mayoritarios.

Efecto Hall

Voltaje de Hall U_H = R_H I B / t; signo de R_H para electrones y huecos. Cambie B, I, n y el espesor.

Gráficas

Sobre el modelo

Efecto Hall: en una placa con corriente I, puesta en un campo B perpendicular, los portadores se desvían por la fuerza de Lorentz F = q[v × B] hasta que el campo transversal E_H equilibra la fuerza magnética. El voltaje de Hall es U_H = R_H I B / t, el coeficiente R_H = 1/(n q); el signo de R_H distingue electrones (tipo n) y huecos (tipo p). Se cambian I, B, la concentración n, el espesor t y el tipo de portadores. Modelo: placa homogénea, campos uniformes, sin dependencia de la movilidad con la temperatura.

Para quién: Facultad: electromagnetismo y física de semiconductores; sensores Hall.

Conceptos clave

efecto Hall
voltaje de Hall
coeficiente de Hall
fuerza de Lorentz
concentración de portadores
semiconductor tipo n
semiconductor tipo p

Cómo funciona

Corriente continua en un campo magnético perpendicular: la fuerza de Lorentz desvía los portadores hasta que el campo transversal E_H la equilibra. El voltaje de Hall U_H es proporcional a I y a B e inversamente proporcional al espesor t y a la concentración n. El signo del coeficiente R_H distingue la conducción electrónica de la de huecos.

Fórmulas principales

U_H = R_H I B / t , R_H = −1/(n e) (e⁻) , R_H = +1/(n e) (huecos)

|U_H| ∝ B I / (n t)

Preguntas frecuentes

¿Por qué el tipo n y el tipo p tienen distinto signo del voltaje de Hall?: El signo lo fija la carga de los portadores mayoritarios. Electrones y huecos se desvían de modo que en el mismo lado de la placa queda carga de signo distinto. R_H = 1/(n q) es negativo para electrones y positivo para huecos.
¿Por qué si la placa es más gruesa baja U_H?: En la fórmula U_H = R_H I B / t el espesor está en el denominador: la misma corriente se reparte en una sección mayor y el campo transversal es más débil. A I y B fijos, a mayor t, menor voltaje de Hall.
¿Hay efecto Hall en un aislante?: No hay un voltaje estacionario medible: casi no hay portadores libres. En un conductor ideal el E interno es 0 y no se establece un campo de Hall estable. El efecto se ve en metales y, sobre todo, en semiconductores.
¿Dónde se aplica el efecto Hall?: Sensores de campo magnético, medida de corriente sin contacto, sensores de posición en motores. El signo de U_H indica el tipo de portadores mayoritarios.

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