Dasar Elektronika 3 : Mengenal Efek Hall

Artikel seri Dasar Elektronika 3 ini kita akan mempelajari tentang Efek Hall pada Elektronika. Efek ini dipelajari karena akan berpengaruh pada komponen Elektronika.

Artikel seri Dasar Elektronika 3 ini kita akan mempelajari tentang Efek Hall pada Elektronika. Efek ini dipelajari karena akan berpengaruh pada komponen Elektronika.

Dasar Elektronika 3 : Mengenal Efek Hall

Efek Hall dinamakan setelah Edwin Hall, penemunya. Ini agak mirip dengan aturan tangan kanan Fleming. Bila konduktor pembawa arus saya ditempatkan di medan magnet melintang B, medan listrik E diinduksi dalam konduktor yang tegak lurus terhadap I dan B. Fenomena ini disebut sebagai Efek Hall.

Penjelasan Efek Hall

Ketika konduktor pembawa arus ditempatkan di medan magnet melintang, maka medan magnet ini memberikan sedikit tekanan pada elektron yang menempuh jalur melengkung untuk melanjutkan perjalanan mereka. Konduktor dengan energi yang digunakan ditunjukkan pada gambar berikut. Medan magnet juga ditunjukkan.

Gambar 2. Efek Hall

Saat elektron bergerak melalui konduktor yang berada di medan magnet B, elektron akan mengalami gaya magnet. Gaya magnet ini akan menyebabkan elektron bergerak mendekati satu sisi dari sisi yang lain. Ini menciptakan muatan negatif di satu sisi dan muatan positif di sisi lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar . Efek Hall 2

Pemisahan muatan ini akan menciptakan perbedaan voltase yang dikenal dengan Hall Voltage atau Hall EMF. Tegangannya menumpuk sampai medan listrik menghasilkan tenaga listrik pada muatan yang sama dan berlawanan dengan gaya magnet. Efek ini dikenal dengan sebutan Hall Effect.

Gambar 4. Hall Voltage / Hall EMF

Fmagnetic−→−−−−=FElectric−→−−−−=qVD−→B→=qEH−→

VD adalah kecepatan yang dialami setiap elektron

EH−→=VD−→B→$\overrightarrow{E_H}=\overrightarrow{V_D}\overrightarrow{B}$ Since V = Ed

Dimana q = jumlah muatan

→$\overrightarrow{B}$ = the magnetic field

VD−→$\overrightarrow{V_D}$ = the drift velocity

EH−→$\overrightarrow{E_H}$ = the Hall electric effect

d = distance between the planes in a conductor (width of the conductor)

VH=εH=EH−→d=VD−→B→d$$V_H={\epsilon }_H=\overrightarrow{E_H}d=\overrightarrow{V_D}\overrightarrow{B}d$$

εH=VD−→B→d

Kegunaan Efek Hall

Efek Hall digunakan untuk memperoleh informasi mengenai tipe semikonduktor, tanda pembawa muatan, untuk mengukur konsentrasi elektron atau lubang dan mobilitas. Disana, kita juga bisa tahu apakah bahannya adalah konduktor, isolator atau semikonduktor. Hal ini juga digunakan untuk mengukur kerapatan fluks magnet dan kekuatan dalam gelombang elektromagnetik.

Jenis Arus

Datang ke jenis arus di semikonduktor, ada dua istilah yang perlu dibahas. Mereka adalah Diffusion Current dan Drift Current.

Difusi arus

Saat doping dilakukan, terjadi perbedaan konsentrasi elektron dan lubang. Elektron dan lubang ini cenderung berdifusi dari konsentrasi kepadatan muatan yang lebih tinggi, hingga tingkat konsentrasi yang lebih rendah. Karena ini adalah pembawa muatan, mereka merupakan arus difusi saat ini.

Untuk mengetahui hal ini secara rinci, mari kita simak bahan tipe-N dan bahan tipe-P.

1. Bahan tipe-N memiliki elektron sebagai pembawa mayoritas dan beberapa lubang sebagai pembawa minoritas.
2. Bahan tipe-P memiliki lubang sebagai pembawa mayoritas dan beberapa elektron sebagai pembawa minoritas.

Jika kedua bahan ini dibawa terlalu dekat satu sama lain untuk bergabung, maka sedikit elektron dari pita valensi bahan tipe N, cenderung bergerak ke arah material tipe-P dan sedikit lubang dari pita valensi bahan tipe P, cenderung bergerak ke arah Bahan tipe-n Wilayah antara kedua bahan dimana difusi ini terjadi, disebut daerah Penipisan.

Gambar Difusi Arus

Oleh karena itu, arus yang terbentuk karena difusi elektron dan lubang ini, tanpa penerapan energi eksternal apa pun, dapat disebut sebagai Difusi Saat Ini.

Arus Drift

Arus yang terbentuk karena drift (gerakan) partikel bermuatan (elektron atau lubang) karena medan listrik yang diterapkan, disebut sebagai Drift Current. Gambar berikut ini menjelaskan arus drift, apakah dengan medan listrik yang diterapkan, membuat perbedaan.

Gambar Arus Drift

Jumlah aliran arus tergantung pada muatan yang diterapkan. Lebar daerah penipisan juga akan terpengaruh, oleh arus drift ini. Untuk membuat fungsi komponen dalam sirkuit aktif, arus drift ini memegang peranan penting.