物理霍尔效应实验思考题
【预习思考题】
1.列出计算霍尔系数 、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。
霍尔系数 ,载流子浓度 ,电导率 ,迁移率 。
2.如已知霍尔样品的工作电流 及磁感应强度B的方向,如何判断样品的导电类型?
以根据右手螺旋定则,从工作电流 旋到磁感应强度B确定的方向为正向,若测得的霍尔电压为正,则样品为P型,反之则为N型。
3.本实验为什么要用3个换向开关?
为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电流 及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了测量霍尔电压 ,还要测量A、C间的电位差 ,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。总之,一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】
1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式(5.2-5) 测出的霍尔系数 比实际值大还是小?要准确测定 值应怎样进行?
若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,则测出的霍尔系数 比实际值偏小。要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交,或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。
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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,磁场应强度B及励磁电流IM之间的关系。
3.学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。
4.学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
三、 器材:
1、实验仪:
(1)电磁铁。
(2)样品和样品架。
(3)Is和IM 换向开关及VH 、Vó 切换开关。
2、测试仪:
(1)两组恒流源。
(2)直流数字电压表。
四、 原理:
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场。如图15-1所示的半导体试样,若在X方向通以电流 ,在Z方向加磁场,则在Y方向即试样 A-A/ 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图所示的N型试样,霍尔电场逆Y方向,(b)的P型试样则沿Y方向。即有
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霍尔效应实验
一、实验目的
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,磁场应强度B及励磁电流IM之间的关系。
3.学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。
4.学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二、实验仪器
霍尔效应实验仪和测试仪
三、实验原理
运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起偏转,当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积,从而形成附加的横向电场(霍尔电场),这就是霍尔效应的本质。由于产生霍尔效应的同时,伴随多种副效应,以致实测的霍尔电场间电压不等于真实的VH值,因此必需设法消除。根据副效应产生的机理,采用电流和磁场换向的对称测量法基本上能把副效应的影响从测量结果中消除。具体的做法是Is和B(即IM)的大小不变,并在设定电流和磁场的正反方向后,依次测量由下面四组不同方向的Is和B(即IM)时的V1,V2,V3,V4,
1)+Is +B V1
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实验报告
姓名: 学号: 系别: 座号:
实验题目: 通过霍尔效应测量磁场
实验目的:通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数
实验内容:
已知参数:b=4.0mm, d=0.5mm, =3.0mm.
设,其中K=6200GS/A;
1.保持=0.450A不变,测绘曲线
测量当正(反)向时, 正向和反向时的值,如下表
做出曲线如下
由origin得
由和得
2.保持=4.50mA不变,测绘曲线
测量当正(反)向时, 正向和反向时的值,如下表
做出曲线如下
由origin得
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霍尔效应及其应用
一、实验目的
1.了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。
2.学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量并绘制试样的VH-IS和VH-IM曲线。
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实验报告——霍尔效应 勾天杭 PB05210273 4+
数据处理:
1、保持Im=0.45A不变,作Vh—Is曲线注意有效位数的选取
Linear Regression for Data1_F: 处理数据要有误差分析
Y = A + B * X
Parameter Value Error
------------------------------------------------------------
A 0.02539 0.00368
B 3.4744 0.00124
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