據相關數據分析,在AI、5G、汽車智能化、物聯網等下遊應用的推動下,全球半導體總需求未來十年將仍然保持穩定增長。隨着應用技藝的不斷擴展,對於半導體材料表征的要求也越來越高,霍爾效應測試是半導體材料的重要測試方法,它可以測得半導體電源模塊材料的導電類型、載流子濃度、托移率、電阻率、霍爾系數等參數,同時還可以用於研究半導體中的雜質和電活性缺陷,所以高精度的霍爾表征對於半導體材料尤為關鍵。
當電流垂直於外磁場通過半導體時,載流子發生偏轉,垂直於電流和磁場的方向會产生附加電場,從而在半導體的兩端产生電勢差,這一狀況就是霍爾效應,這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。如圖所示,若在X方向上通以電流Is,在Z方向上加磁場B,半導體中載流子(電子)將受到洛倫茲力,則在Y方向上半導體兩側产生附加電場---霍爾電場。
將某種半導體材料的霍爾元器件置於待測磁場的相應位置,並使元件平面與磁感應強度B垂直(磁感應強度可由勵磁裝置供應,恩智NGI 2600系列源表供應勵磁電流Im),由NGI N2600源表在其控製端輸入精確的恒定工作電流Is,霍爾電壓輸出端精確測量霍爾電勢UH的值。其次,N2600系列源表可供應1、3象限電流源,使控製端輸入電流可正反向,勵磁電流正反向也可使勵磁磁場正反向。
測試數據處理與分析:
在勵磁電流Im=0.80000A時,霍爾電壓UH與Is的測量數據與關系曲線如下:
表1 U
H-Is Im=0.80000A
Is(mA) | U1(mV) | U2(mV) | U3(mV) | U4(mV) |  |
+Im+Is | -Im+Is | -Im-Is | +Im-Is |
2.0000 | 20.536 | -19.077 | -19.088 | 20.515 | 19.804 |
3.0000 | 28.673 | -30.746 | -30.678 | 28.687 | 29.696 |
4.0000 | 38.588 | -41.178 | -40.188 | 38.582 | 39.634 |
5.0000 | 47.863 | -51.328 | -51.298 | 47.851 | 49.585 |
6.0000 | 57.463 | -61.478 | -61.322 | 57.469 | 59.433 |
7.0000 | 66.879 | -71.742 | -71.695 | 66.872 | 69.297 |
8.0000 | 76.653 | -82.049 | -82.133 | 76.569 | 79.351 |
9.0000 | 86.112 | -92.313 | -92.189 | 86.182 | 89.199 |
10.0000 | 95.636 | -102.458 | -102.366 | 95.868 | 99.082 |

N2600系列高精密數字源表還采用七檔電流範圍設置,可以將接收的數據誤差降到最低;源表掃描速度可達1ms每點,能快速的建立掃描,縮短測試時間,有效減少待測物的熱磁效應,可以高效滿足霍爾效應測試需求。
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