霍尔效应（Halleffect）是美国物理学家霍尔（Ed-win.H.Hall）于1879年在研究载流导体在磁场中导电性质时发现的一种电磁效应。利用霍尔效应可以测量磁场，确定半导体材料的基本参数，如半导体载流子的类型及能带结构、载流子的浓度，霍尔系数，霍尔片的电导率和迁移率。霍尔元件一般为半导体薄片，是一种利用霍尔效应通过把磁信号形式转变为电信号形式以实现检测的传感器件。由于霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特性，目前已经广泛应用于非电量测量、自动控制、计算机装置和现代军事技术等各个领域，如测量技术、电子技术、自动化技术等[1-7]。近年来，科学家们在极低温度、极强磁场中又发现了量子霍尔效应，分数量子霍尔效应，量子自旋霍尔效应[8]。霍尔元件的整体结构为1.50mm×1.74mm，体积小，灵敏度高（可达10mV/（mA?kg））且特别容易损坏，而绝大部分普通高校的大学物理实验课开设了霍尔效应及其应用这个实验，霍尔元件的利用率自然就很高，所以对霍尔元件的保护以及对产生异常数据原因的分析就显得非常重要。
一、霍尔效应的原理
1.理论公式。将一个通电导体放在磁场中，如果磁场方向与电流方向垂直，那么体中的载流子将受到洛伦兹力的作用而在垂直于电流和磁场的方向上产生一个横向电势差，此电势称为霍尔电势，此现象称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的磁敏元件称为霍尔元件。图1是霍尔效应的原理图。霍尔元件是杂质半导体，运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用，其运动轨迹发生偏转，在A面上出现电子的积累。半导体材料有N型（电子型）和P型（空穴型）两种。前者的多数载流子是电子，带负电，如图1（a），在A面上出现电子的积累，同时C面出现等量的正电荷；后者的多数载流子是空穴，相当于带正电，如图1（b），在A面上出现空穴的积累，同时C面出现等量的负电荷。这样，在同样的外加工作电流下，N、P型霍尔元件的A、C两表面之间形成了方向相反的电场，具有了符号相反的霍尔电压。显然该电场阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力eEH与在磁场中受到的洛伦兹力相等时，霍尔元件两侧电荷的积累达到平衡，故有：eEH=evB（1）其中，EH为霍尔电场，v为载流子在电场方向上的平均漂移度，e为电子电量。设霍尔元件宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则：I=nevbd（2）由式（1）和（2）可得：VH=EHb=1ne?IBd=KHIB（3）即霍尔电压与IHB的乘积成正比。KH称为霍尔灵敏度，单位为mV/（mA?T），该参数与霍尔元件材料有关，一旦霍尔元件制成，该参数就是一个常数。当KH已知，便可测定霍尔电压VH，霍尔元件工作电流I，求得磁感应强度B：B=VHKHI（4）。当B为已知，反过来亦可求KH。2.实验中的副效应及其消除方法
