6.
1879年美国物理学家E.H.霍尔观察到,在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上会出现电势差,后来大家把这个现象称为霍尔效应.所产生的电势差称为霍尔电势差或霍尔电压.
半导体内可自由移动的电荷叫做载流子,载流子为负电荷的称为n型半导体,载流子为正电荷的称为p型半导体.载流子的浓度受温度、杂质以及其它原因的影响很大.用霍耳效应可以很方便地确定半导体的类型以及测定半导体内载流子的浓度.图甲所示为一块长为a,宽为b,厚为c的半导体板放在直角坐标系中,已知电流为I,方向沿x轴正方向,强度较小的匀强磁场沿y轴正方向,磁感应强度为B,载流子的电量为e,现测得与z轴垂直的上下两个面的电势差的稳定值为U,且上表面电势高于下表面电势.
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(1)该半导体的类型为
;求出单位体积内载流子的个数;
(2)利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,用霍尔元件制成的传感器广泛应用于测量、电子、自动化控制等领域.图乙所示为一种利用霍尔传感器测量汽车速度的原理图,当金属齿轮的齿靠近霍尔器件时,穿过霍尔器件的磁感应强度会变强,霍尔器件就会输出一个电压脉冲信号,现已知齿轮一周的齿数为p,车轮的转速为齿轮的k倍(k<1),车轮半径为R,若接收器接收电压脉冲信号的最小分辨时间为t,能够区分两个电压脉冲信号峰值的最小时间间隔)则该汽车速度计能测量的汽车最大速度为多少?