霍尔效应.ppt

文档介绍：霍尔效应及应用
物理教研室
大学物理实验
实验九
主要内容
预备知识
实验简介
设计思路
操作指南
基本要求
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实验简介
霍尔效应是一种磁电效应,是美国研究生霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
根据霍尔效应,人们用半导体材料制成霍尔元件,它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在检测、自动化、信息处理等领域得到广泛的应用。
通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物理原理应用到测量技术中的基本过程。
预备知识
霍尔元件中的附加效应
霍尔效应
霍尔效应
当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差(霍尔电压)。
霍尔效应
霍尔电压UH与电流I和磁感应强度B及元件的厚度d的关系:
式中RH为霍尔系数,它与载流子浓度n和载流子电量q的关系:
若令霍尔灵敏度KH=RH/d,则
霍尔元件中的附加效应
在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效应的产生,在霍尔元件上测得的电压是各种附加电压叠加的结果。
附加电压
(不等势效应)=Is . R
(能斯特效应)
4. 热磁效应产生温差引起的附加电压UR(里纪-勒杜克效应)
霍尔元件中的附加效应
(厄廷好森效应)
消除附加电压
为了减小附加效应对测量霍耳电压UH的影响,我们采用对称测量法,即将I和B正反两个方向组合出四种情况:
U1(+I, +B) 、U2(+I ,-B)、 U3(-I ,-B) 和U4(-I ,B)
霍尔电压的测量结果为:
操作指南
实验装置
操作要点