Question

半导体内导电的粒子—“载流子”有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子），以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体，以空穴导电为主的半导体叫P型半导体。

图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图，图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会在与z轴垂直的两个侧面之间产生霍尔电势差U_H，霍尔电势差大小满足关系，其中k为材料的霍尔系数。若每个载流子所带电量的绝对值为e，下列说法中正确的是

A．如果上表面电势高，则该半导体为P型半导体

B．如果上表面电势高，则该半导体为N型半导体

C．霍尔系数较大的材料，其内部单位体积内的载流子数目较多

D．样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为

Answer

AD

【解析】

试题分析：如果半导体为P型半导体，则能自由移动的是带正电的粒子，由左手定则可以判断出粒子偏向上表面，故上表面电势高，选项A正确；如果半导体为N型半导体，则能自由移动的是带负电子，由左手定则可以判断出电子偏向上表面，故上表面电势低，选项B错误；待电流稳定后，粒子在电场力与洛伦兹力的作用下处于平衡状态，故存在：，而电流的大小又可以表示为I＝neSv=nebcv，二式整理得：BI=UHnec；又因为，故k=，故霍尔系数k较大的材料，其内部单位体积内的载流子数目较少，选项C错误；由上式还可以推出n=，选项D正确。

考点：霍尔元件。

【名师点晴】在霍尔元件中，带电粒子在电场与磁场力的作用下处于平衡状态，故由此可以列出相应的方程来，如果考虑微观的因素，即将粒子运动的速度与电流相结合即可得出一个综合关系式，再由题中已知的关系式，二者相结合，可以将结果解出来了。