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Efecto Hall
por Leonardo Pujadas - Matías Valdés
lpujadas@gmail.com - matiasvd@gmail.com
Tutor: Andrés Merello
22 de junio de 2012

Resumen
En el presente artículo se estudia el fenómeno
denominado Efecto Hall, comenzando con una
introducción teórica, y luego estudiando los sensores de efecto Hall, sus aplicaciones principales,
sus ventajas y desventajas. También se realiza una
breveintroducción al fenómeno conocido como
efecto Hall Cuántico. Por último se presenta una
aplicación que permite medir ángulos con un sensor
de efecto Hall de salida lineal.
Palabras clave: Efecto Hall, Efecto Hall
Cuántico, Medida de Ángulos, Sensor Hall

Figura 1. Edwin Herbert Hall

1 Introducción

Un siglo más tarde, Klaus von Klitzing (1943, Alemania),
partiendo del descubrimientode Hall, desarrolló la teoría del
denominado efecto Hall cuántico, lo que le valió el premio
Nobel de física en 1985.

Dado un material por el que se pueda establecer una
corriente y que se encuentre sometido a un campo magnético,
el efecto Hall permite relacionar la corriente y el campo magnético con la aparición de una diferencia de potencial en el
material, en función de algunas de laspropiedades de composición y tamaño del mismo.
Esto permite caracterizar al material en términos de conducción eléctrica y tiene además diversas aplicaciones como
sensor de corrientes, campos magnéticos y cualquier magnitud
que pueda ser convertida a una corriente o campo magnético.

Figura 2. Klaus von Klitzing

2 Reseña Histórica
El efecto Hall fue descubierto en el año 1879 por elfísico
estadounidense Edwin Herbert Hall (1855-1938) mientras trabajaba en su tésis doctoral.
Lo notable de este descubrimiento, el cual involucra una
explicación en términos de portadores de carga, es que el
mismo se realizó 18 años antes del descubrimiento del electrón.

3 Efecto Hall
Es un fenómeno electromagnético.
Consideramos el sistema de la siguiente figura:
1

2

Sección 4Notar que en particular, midiendo el voltaje Hall VH y
conociendo la corriente I, el campo magnético B y las dimensiones físicas del material, se puede determinar la densidad de
portadores de carga del material conductor:
n=

IB
VH qz

Se define el coeficiente de Hall como:
RH =

1
nq

Este es una característica del material utilizado.
Figura 3. Efecto Hall en un conductor

El mismoestá conformado por un material conductor de
ancho d y espesor z. Por este se hace circular una corriente I
constante, y a su vez se encuentra sumergido en un campo
K
magnético B constante que lo atraviesa perpendicularmente.
En este caso vamos a considerar que las cargas móviles q son
negativas.
Inicialmente las cargas q experimentan una fuerza mag-

K
K
v
nética Fm = q K ∧ B ,perpendicular tanto a la corriente

como al campo magnético, como se muestra en la figura.
Dicha fuerza produce un desplazamiento de las cargas
hacia el borde «izquierdo» del material conductor, lo cual
K
genera un campo eléctrico E en el mismo sentido que la fuerza
magnética. Este campo ejerce sobre las cargas una fuerza elécK
K
trica Fe = qE que se opone a la fuerza magnética. El sistemaevoluciona hasta llegar al equilibrio entre estas dos fuerzas. En
este estado se verifica la siguiente igualdad:
qvB = qE ⇒ vB = E
En la ecuación anterior, el campo eléctrico se puede relacionar
con la diferencia de pontecial VH que aparece entre los
extremos del material conductor de la siguiente forma:

Debido a que en los materiales semiconductores la densidad de portadores de carga n essensiblemente menor que en
los conductores, y dado que esta es inversamente proporcional
a RH y VH , el efecto Hall es más notorio en los materiales
semiconductores. Es por esto que los dispositivos comerciales
que utilizan el efecto Hall suelen usar materiales semiconductores.

4 Sensores de efecto Hall
Los sensores magnéticos convierten señales magnéticas en
señales eléctricas para ser...