如图所示,通以工作电流Is的P型半导体置于外磁场B中,当洛伦兹力Fm和电场力平衡时,用数字电压表测量上下表面间的霍尔电压,电压表的显示的数值为( )B-|||-Is +-|||-Fm-|||-|-A.负B.正

考查要点：本题主要考查霍尔效应在P型半导体中的表现，涉及载流子类型、洛伦兹力与电场力的平衡，以及霍尔电压的极性判断。

解题核心思路：

1. 明确载流子类型：P型半导体的多数载流子是空穴（正电荷）。
2. 洛伦兹力作用：载流子在磁场中受力偏转，导致半导体两侧出现电荷分离。
3. 电势差形成：电荷分离形成内建电场，当洛伦兹力与电场力平衡时，霍尔电压稳定。
4. 极性判断：根据空穴的偏转方向，确定上下表面的电势高低。

破题关键点：

• 空穴的运动方向与电流方向一致。
• 洛伦兹力使空穴向某一表面聚集，上表面聚集正电荷，下表面相对呈现负电荷，导致霍尔电压为正。

载流子偏转分析

1. 载流子类型：P型半导体中，多数载流子为空穴（正电荷）。
2. 洛伦兹力方向：
   假设电流方向为水平向右，磁场方向垂直向外（如图），空穴速度方向与电流方向相同。
   根据公式 $\vec{F}_m = q(\vec{v} \times \vec{B})$，空穴受力方向垂直向上，导致空穴向上表面偏转。

电荷分离与电势差

1. 电荷积累：空穴在上表面聚集，使上表面带正电荷，下表面因缺少空穴带负电荷。
2. 内建电场形成：上下表面的电势差产生电场，方向与洛伦兹力相反，最终达到平衡。

霍尔电压极性

• 上表面电势高于下表面，因此电压表测量的霍尔电压为正值。