O efeito Hall tem importantes aplicações na indústria eletrônica. Ele é usado para descobrir o sinal e a densidade dos portadores de corrente elétrica em chips semicondutores. A organização é mostrada na Figura P22.66. Um bloco semicondutor com espessura t e largura d transporta uma corrente I no sentido positivo do eixo x. Um campo magnético uniforme B é aplicado no sentido positivo do eixo y. Se os portadores de carga são positivos, a força magnética desvia-os no sentido positivo do eixo z. A carga positiva se acumula no topo da superfície do bloco e a carga negativa, na superfície inferior, criando um campo elétrico para baixo. Em equilíbrio, a força elétrica para baixo sobre os portadores de carga equilibra a força magnética para cima e os portadores movimentam-se através do bloco sem desvio. A tensão de Hall DVH = Vc – Va entre as superfícies superior e inferior é medida e a densidade dos transportadores de carga pode ser calculada a partir desse valor. (a) Demonstre que se os transportadores de carga têm sinal negativo, a tensão de Hall será negativa. Assim, o efeito Hall revela o sinal dos portadores de carga e o modelo pode ser classificado como tipo p (com a maioria dos portadores de carga positivos) ou tipo n (negativo). (b) Determine o número de portadores de carga por unidade de volume n em termos de I, t, B, DVH e o módulo q do portador de carga.
Passo 1
E aiii gente, tudo bom com vocês?
Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!
Vamo lá!
Letra a:
Se os portadores de carga forem negativos, para transportar corrente na direção eles se movem com velocidade de deriva na direção . A força magnética está na direção , então as cargas negativas são desviadas para o topo do semicondutor, no ponto c. Alguns se acumulam lá para tornar negativo em relação ao , até ...
Passo 2
Letra b:
... um campo elétrico para cima , exerce uma força para baixo sobre os outros portadores de carga para deixá-los em equilíbrio de acordo com:
Uma vez que a corrente medida é , temos:
Uma vez que mostramos que é negativo se for negativo, esta expressão simplifica para:
Resposta
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