Efeito hall em semicondutores

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EFEITO HALL EM SEMICONDUTORES
Prof. Dr. Vitaly F. Rodríguez-Esquerre
ENGA47 – TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
http://materials.usask.ca/samples/HallEffectSemicon.pdf
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EFEITO HALL
F = q[E + (v  B)]
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EXPERIMENTO
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Fig 5.2
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
A two-dimensional pictorial view of the Si crystal showing covalent bonds as two lines 
where each line is a valence electron.
SEMICONDUTORES - REVISÃO
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
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Fig 5.3
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
(a) A photon with an energy greater than Eg can excite an electron from the VB to the CB.
(b) When a photon breaks a Si-Si bond, a free electron and a hole in the Si-Si bond is created.
SEMICONDUTORES - REVISÃO
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
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Fig 5.4
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
Vibração térmica provoca a ruptura de ligações e gera pares eletrons-buracos
SEMICONDUTORES - REVISÃO
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
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Fig 5.5
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
A pictorial illustration of a hole in the valence band wandering around the crystal due to the tunneling of electrons from neighboring bonds.
SEMICONDUTORES - REVISÃO
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
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From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
Velocidade de Deriva
vde = velocidade de deriva dos eletrons, e = mobilidade dos eletrons, Ex = campo eletrico aplicado, vdh = velocidade de deriva dos buracos, h = mobilidade dos buracos
vde = eEx e vdh = hEx
Condutividade do semicondutor
 = conductividade, e = carga do eletron, n = concentração de eletrons na BC, e = mobilidade dos eletrons, p = concentração de buracos na banda de valencia, h = mobilidade dos buracos
 = ene + eph
SEMICONDUTORES - REVISÃO
From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw-Hill, 2005)
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SEMICONDUTORES - REVISÃO
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
Circuito aberto na direção y
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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Coeficiente de Hall será positivo
Coeficiente de Hall será negativo
EFEITO HALL – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE HALL
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EXEMPLO 1 – Coeficiente de Hall do Silício
Determine o coeficiente de Hall para o silício. 
1.0
-312
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EXEMPLO 2 – Coeficiente de Hall Nulo
Determine as concentrações de buracos e eletrons para que o coeficiente de Hall do silício seja nulo. 
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EXEMPLO 3 – Coeficiente de Hall Máximo
Determine as concentrações de buracos e eletrons para que o coeficiente de Hall do silício seja máximo. 
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Gráfico normalizado 
EXEMPLO 3 – Coeficiente de Hall Máximo
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EXEMPLO 3 – Coeficiente de Hall Máximo
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PROBLEMA PROPOSTO
Completar a tabela
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PROBLEMA PROPOSTO - Solução
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VARIÁVEIS
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