Question

10．半導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)電的粒子-“載流子”有兩種：自由電子和空穴（空穴可視為能自由移動帶正電的粒子），以自由電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體，以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體．如圖為檢驗半導(dǎo)體材料的類型和對材料性能進行測試的原理圖，圖中一塊長為a、寬為b、厚為c的半導(dǎo)體樣品板放在沿y軸正方向的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B．當(dāng)有大小為I、沿x軸正方向的恒定電流通過樣品板時，會在與z軸垂直的兩個側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢差U_H，霍爾電勢差大小滿足關(guān)系U_H=k$\frac{IB}{c}$，其中k為材料的霍爾系數(shù)．若每個載流子所帶電量的絕對值為e，下列說法中正確的是（　�。�

• A． 如果上表面電勢高，則該半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體
• B． 如果上表面電勢高，則該半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體
• C． 霍爾系數(shù)較大的材料，其內(nèi)部單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目較多
• D． 樣品板在單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的載流子數(shù)目為$\frac{IB}{ce{U}_{H}}$

Answer 1

分析 根據(jù)左手定則判斷帶電粒子的電性，根據(jù)最終洛倫茲力和電場力平衡列式，再根據(jù)電流的微觀表達式列式，最后聯(lián)立求解即可．

解答 解：AB、電流向右，磁場垂直向內(nèi)，若上表面電勢高，即帶正電，故粒子受到的洛倫茲力向上，故載流子是帶正電的“空穴”，是P型半導(dǎo)體，故A正確，B錯誤；
CD、最終洛倫茲力和電場力平衡，有：
evB=e$\frac{U}04a28ya$…①
電流的微觀表達式為：
I=nevS…②
且霍爾電勢差大小滿足關(guān)系U_H=k$\frac{IB}{c}$，
聯(lián)立解得：n=$\frac{IB}{ce{U}_{H}}$，單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目與霍爾系數(shù)無關(guān)，故C錯誤，D正確；
故選：AD．

點評 本題關(guān)鍵是明確霍爾效應(yīng)的原理，知道左手定則中四指指向電流方向，注意單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目表達式的各物理量的含義．