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霍尔效应实验报告.doc-霍尔效应实验实验报告.docx

文档介绍

文档介绍:霍尔效应实验报告
篇一:霍尔效应实验报告篇二:霍尔效应的应用实验报告
一、名称:霍尔效应的应用二、目的:1.霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用2.测绘霍尔元件的VH—Is,VH—IM曲线,了解霍尔电势差VH与霍尔元件工作电流Is=~,在表格中记录霍
2.测绘UH
IM曲线,保持Is=;Im=〜,在表格中记
测得:V?=
Vh=-
七、数据处理:
1、根据数据表作出曲线图:
2、在零磁场下,取IS=,测出V?=
3、确定样品的导电类型。测出霍耳电压VH=-,
故样品属N型。4、求样品RH,n,?,卩值。由RH?得
RH??
21
?3
???10
?3
RH
6
???10
?3
故RH=
?2
?10
?3
=??10(Vm/AT)
?19
?3
2)n?(3)?=
|RH|eISLU?S
??10
21
??10)
?
??|RH|???10?3??
八、预****思考题:
1、霍耳元件为什么要用半导体材料,而且要求做得很薄?霍尔电压是如何产
生的?
答:半导体材料的迁移率?高,电阻率?适中,是制造霍耳器件较理想的材料。
2、工作电流和磁场为什么要换向?实际操作时如何实现?
答:为了把产生霍耳效应的时候所伴随的副效应的影响从测量的结果中消除。实际操作时通过切换实验仪三组双刀开关改变电流和磁场的方向。
U?分别表示什么含义?IS、IM的作用分别是什么?UH、3、回答IS、IM、
答:IS表示样品工作电流;IM表示励磁电流;UH表示存在磁场时的霍耳电压;U?表示在零磁场下的霍耳电压。IS的作用是改变电流大小和方向,IM的作用是改变磁场的大小及方向。
篇三:北京大学物理实验报告:霍尔效应测量磁场霍尔效应测量磁场
【实验目的】
了解霍尔效应的基本原理学****用霍尔效应测量磁场
【仪器用具】
仪器名参数电阻箱?霍尔元件?导线?
SXG-1B毫特斯拉仪土PF66B型数字多用表200mV档土
DH1718D-2型双路跟踪稳压稳流电源0〜32V0〜2A
Fluke15B数字万用表电流档土VictorVC9806+数字万用表200mA档土
【实验原理】
霍尔效应法测量磁场原理
若将通有电流的导体至于磁场B之中,磁场B垂直于电流IS的方向,如图1所示则在导体中垂直于B和IS方向将出现一个横向电位差UH,这个现象称之为霍尔效应。
图1霍尔效应示意图
若在x方向通以电流IS,在z方向加磁场B,则在y方向A、A,:
????x??=
此时电荷在样品中不再偏转,霍尔电势差就有这个电场建立起来。N型样品和P型样品中建立起的电场相反,如图1所示,所以霍尔电势差有不同的符号,由此可以判断霍尔元件的导电类型。
设P型样品的载流子浓度为P,宽度为w,厚度为的d。通
过样品电流IS=pqvwd,则空穴速率v=IS/pqwd,有
U??====??
其中RH=1/pq称为霍尔系数,KH=RH/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。
霍尔元件的副效应及其消除方法
在实际测量过程中,会伴随一些热磁副效应,这些热磁效应有:埃廷斯豪森效应:由于霍尔片两端的温度差形成的温差电动势UE能斯特效应:热流通过霍尔片在其端会产生电动势UN
里吉—勒迪克效应:热流通过霍尔片时两侧会有温度差产生,从而又产生温差电动势UR
除此之外还有由于电极不在同一等势面上引起的不等位电势差U0
为了消除副效应,在操作时我们需要分别改变IH和B的方向,记录4组电势差的数据
当IH正向,B正向时:??1=+??0+++当
IH负向,B正向时:??2=0?????+????+????当IH负
向,B负向时:??3=0+当IH正向,B
负向时:??4=+??0取平均值有
1
??12+??34=?+?-?
测量电路
图2霍尔效应测量磁场电路图
霍尔效应的实验电路图如图所示。IM是励磁电流,由直流稳流电源E1提供电流,用数字万用表安培档测量IMoIS是霍尔电流,由直流稳压电源E2提供电流,用数字万用表毫安档测量IS,为了保证IS的稳定,电路中加入电阻箱R进行微调。UH是要测的霍尔电压,接入高精度的数字多用表进行测量。
根据原理的说明,在实验中需要消除副效应。实际操作中,依次将IS、IM的开关K1、K2置于、、、状态并记录Ui即可,其中