物理实验半导体的霍尔系数与迁移率
大学物理实验--霍尔效应实验报告
误 思考题：霍尔元件为什么选用半导体薄片？
差 答：霍尔效应，一般在半导体薄片的长度方向上施加磁感应强度为 B 的磁场，则在宽度方向上会产生
分 电动势 UH，这种现象即称为霍尔效应。UH 称为霍尔电势，其大小可表示为： UH=RH/d*I*B，RH 称为
析 霍尔系数，由导体材料的性质决定；d 为导体材料的厚度，I 为电流强度，B 为磁感应强度。 设 RH/d=K,
实验报告模板
实验题目：
霍尔效应实验
学
姓名
实验日期
号
1. 了解霍尔效应的物理过程。
实 2. 学习用对称测量法消除负效应的影响，测量试样的霍尔电压。 验 3. 确定试样的导电类型，载流子浓度以及迁移率。 目
的
将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B 的方向沿 z 轴方向)，当沿 y 方向的电极 、 ′上施加
电流 I 时，薄片内定向移动的 载流子(设平均速率为 u)受到洛伦兹力的作用。无论载流子是负电荷
还是正电荷，均在洛伦兹力的作用下，载流子发生偏移，产生电荷积累，从而在薄片 、 ′两侧产 生一个电位差，形成一个电场 E。电场使载流子又受到一个与洛伦兹力方向相反的电场力。达到稳定 状态时，两力相等。此时两侧的电压称为霍尔电压。
实 验 原 理
1. 开机调零 2. 正确接线
实 3. 保存接线状态 验 4. 零磁场条件下，测量不等位电压 内 5. 保持励磁电流不变，改变工作电流的值，测量霍尔电压值 容 6. 保持工作电流不变，改变励磁电流的值，测量霍尔电压值
7. 计算霍尔效应系数，霍尔元件载流子浓度，霍尔元件电导率，霍尔元件载流子迁移率 8. 关机整理仪器
及 则公式可写为：UH=K*I*B 可见，霍尔电压与控制电流及磁感应强度的大，所以要选用薄片。 霍尔系数:K=1/(n*q)， n 为载流子密度,一般金属
实验三 半导体霍尔效应测量实验
实验三半导体材料的霍尔效应测量实验1实验原理1）霍尔效应霍尔效应指的是在外加磁场的作用下，给半导体通入电流，内部的载流子受到磁场引起的洛伦兹力的影响，空穴和电子向相反的方向偏转，这种偏转导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的积累，形成附加的横向电场，直至电场对载流子的作用力与洛伦兹力抵消，此时的电场强度乘以半导体样品的宽度后，可以得到霍尔电压V H。
设磁感应强度为B，电子浓度（假设为n型半导体）为n，则电流表达式为I H=nevbd，而霍尔电压产生的电场为E H=vB霍尔电压的表达式为:V H=E H b=vBb =I HnebdBb =1neI H Bd=R HI H Bd其中R H称为霍尔系数：R H=1 ne可以通过V H,B, I H的方向可以判断样品的导电类型，通过V H和 I H的关系曲线可以提取出R H，进一步还可以得到电子（空穴）浓度。
在实际测量中，还会伴随一些热磁副效应，使得V H还会附带另外一些电压，给测量带来误差。
为了消除误差，需要取不同的I H和B的方向测量四组数据求平均值得到V H，如下表示I H正向I H负向B正向V1V3B负向V2V42)范德堡法测量电阻率由于实验使用的霍尔元件可视为厚度均匀、无空洞的薄片，故可使用范德堡法进行电阻率的测量。
在样品四周制作四个极小的欧姆接触电极1,2,3,4。
如图2所示。
14图 1 霍尔效应原理示意图先在1、2端通电流，3、4端测电压，可以定义一个电阻R1=|V34| I12然后在2、3端通电流，1、4端测电压，求R2=|V14| I23理论上证明样品的电阻率与R1、R2的关系为ρ=πdln2R1+R22f可以通过查表可知范德堡因子f与R1/R2的关系，从而求得样品的电阻率。
2实验内容本实验所用仪器为SH500-A霍尔效应实验仪、恒流电源、高斯计。
实验步骤如下：1）连线掌握仪器性能，连接恒流电源与霍尔效应试验仪之间的各组连线。
2）测量霍尔系数，判断样品的导电类型测量半导体样品的霍尔系数。
实验三-霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、-电导率和迁移
实验三霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、电导率和迁移率一、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。
3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二、实验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的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。
对于图（1）（a）所示的 N 型半导体试样，若在 X 方向的电极 D、E 上通以电流 Is，在 Z 方向加磁场 B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力：其中 e 为载流子（电子）电量， V为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率，B 为磁感应强度。
无论载流子是正电荷还是负电荷，Fg 的方向均沿 Y 方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在 Y 方向即试样 A、A´电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样 A、A´两侧产生一个电位差 VH，形成相应的附加电场 E—霍尔电场，相应的电压 VH 称为霍尔电压，电极 A、A´称为霍尔电极。
电场的指向取决于试样的导电类型。
N 型半导体的多数载流子为电子，P 型半导体的多数载流子为空穴。
对 N 型试样，霍尔电场逆 Y 方向，P 型试样则沿Y 方向，有显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与 Fg方向相反的横向电场力：其中 EH 为霍尔电场强度。
FE 随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力 e EH 与洛仑兹力eVB 相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有设试样的宽度为 b ，厚度为 d ，载流子浓度为 n ，则电流强度V Is 与的 关系为由（3）、（4）两式可得即霍尔电压 VH （A 、A ´电极之间的电压）与 IsB 乘积成正比与试样厚度 d 成反比。
半导体物理实验——变温霍尔效应测试
变温霍尔效应测量半导体电学特性霍尔效应的测量是研究半导体性质的重要实验方法。
利用霍尔系数和电导率的联合测量，可以用来确定半导体的导电类型和载流子浓度。
通过测量霍尔系数与电导率随温度的变化，可以确定半导体的禁带宽度、杂质电离能及迁移率的温度系数等基本参数。
本实验通过对霍尔样品在弱场条件下进行变温霍尔系数和电导率的测量，来确定半导体材料的各种性质。
【实验目的】1.了解半导体中霍尔效应的产生机制。
2.通过实验数据测量和处理，判别半导体的导电类型，计算室温下样品的霍尔系数、电导率、迁移率和载流子浓度。
3.掌握变温条件下霍尔系数和电阻率的测量方法，了解两者随温度的变化规律。
【实验仪器】本实验采用CVM200变温霍尔效应测试系统来完成，本仪器系统由可换向永磁体、CME12H变温恒温器、TC202控温仪、CVM-200霍尔效应仪等组成。
本系统自带有两块样品，样一是美国Lakeshore公司HGT-2100高灵敏度霍尔片，厚度为0.18mm，最大工作电流≤10 mA，室温下的灵敏度为55-140 mV/kG; 样二为锑化铟，厚度为1.11mm，最大电流为60mA，其在低温下是典型的P型半导体，而在室温下又是典型的N型半导体，相应的测试磁场并不高，但霍尔电压高，降低了对系统仪表灵敏度、磁铁磁场的要求。
【实验原理】1．霍尔效应和霍尔系数ZYX图1 霍尔效应示意图霍尔效应是一种电流磁效应（如图1）。
当半导体样品通以电流Is ，并加一垂直于电流的磁场B ，则在样品两侧产生一横向电势差U H ，这种现象称为“霍尔效应”，U H 称为霍尔电压，d B I R H S H U =（1）则： IsB d U H H R =（2） R H 叫做霍尔系数，d 为样品厚度。
对于P 型半导体样品， qp H R 1=（3） 式中q 为空穴电荷电量，p 为半导体载流子空穴浓度。
对于n 型半导体样品， qn H R 1-= （4）式中为n 电子电荷电量。
霍尔效应实验报告
d
Hd
比例系数 RH=1/ne 称为霍尔系数。 1 ． 由 RH 的符号(或者霍尔电压的正负)判断样品的导电类型。 2 ． 由 RH 求载流子浓度 n，即
1 n
(4)
R e
H
3 ． 结合电导率的测量，求载流子的迁移率 。
电导率 σ 与载流子浓度 n 以及迁移率 之间有如下关系
结束，且挪移步长为 1cm。
在 excel 中 ，线性拟合直 线斜率
k=2.0021。k=K *B , H
所以
K =k/B=2.002142857*10^3/11.25=17 H
7.97mv/mA*T,
R =K *d=0.03559m*mv/mA*T, HH
n=1/(R *e)=1.756*10^20mA*T/(m*mv H
如今，霍尔效应非但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展， 利 用 该效应 制 成 的霍 尔器 件 ，由 于结 构简 单 、频 率响 应宽 ( 高 达1 0 GHz) 、寿 命长 、 可靠 性 高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
1 ． 通过实验掌握霍尔效应基本原理，了解霍尔元件的基本结构； 2 ． 学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、迁移率等参数的实验方法和技术； 3 ． 学会用“对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。 4 ． 学习利用霍尔效应测量磁感应强度 B 及磁场分布。
图2
图3
在半导体试样上引出测量电极时,不可能做到接触电阻彻底相同。当工作电流 Is 通过不 同接触电阻时会产生不同的焦耳热,并因温差产生一个温差电动势,结果在 Y 方向产生附加电 势差 VN ，这就是能斯脱效应。而VN 的符号只与 B 的方向有关，与 Is 的方向无关，因此可通 过改变 B 的方向予以消除。 (4)里纪 —勒杜克效应—热磁效应产生的温差引起的附加电压VRL
半导体物理实验——半导体霍尔效应
实验报告
一、实验目的和任务
1.理解霍尔效应的物理意义；
2.了解霍尔元件的实际应用；
3.掌握判断半导体导电类型，学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、载流子浓度、漂移迁移率及霍
尔迁移率的实验方法。
二、实验原理
将一块宽为2a，厚为d，长为b的半导体样品，在X方向通以均匀电流I X，Z方向上加有均匀的磁场B z 时（见图1.1所示），则在Y方向上使产生一个电势差，这个电势差为霍尔电势差，用U H表示，这种现象就称为霍尔效应。
图 2.1
与霍尔电势对应的电场，叫做霍尔电场，用E Y表示，其大小与电流密度J X和所加磁场强度B z成正比，可以定义如下形式：
E Y = R H·B Z·J X（1）
上式中，R H为比例系数，称为霍尔系数。
霍尔效应的物理意义可做如下解释：半导体中的电流是载流子（电子或空穴）的定向动动引起的，一人以速度υx运动的载流子，将受到沦仑兹力f B = e υx B Z的作用，使载流子沿虚线方向偏转，如图1.2所示，并最后堆积在与Y轴垂直的两个面上，因而产生静电场E Y，此电场对载流子的静电作用力f E=e E Y,它与磁场对运动载流子的沦仑兹力f B大小相等，电荷就能无偏离地通过半导体，因而在Y方向上就有一个恒定的电场E Y。
霍尔效应及其参数测定实验报告
霍尔效应及其参数测定实验报告本实验主要介绍了霍尔效应及其参数测定的实验方法。
实验采用霍尔元件通过外磁场产生霍尔电势，从而测定材料的电导率、载流子浓度和载流子迁移率等参数。
实验结果表明，霍尔效应可以非常有效地测量半导体材料的电学特性，是一种重要的研究手段。
关键词：霍尔效应，霍尔元件，电导率，载流子浓度，载流子迁移率一、实验目的1.了解霍尔效应的基本原理2.掌握霍尔元件的制备方法3.掌握霍尔效应参数的测定方法4.学会使用实验仪器进行实验操作二、实验原理霍尔效应是指在磁场中，电流流动的导体中会出现电势差现象。
当磁场方向与电流方向垂直时，将产生垂直于两个方向的霍尔电势。
这种现象被称为霍尔效应。
霍尔电势的大小与电流、磁场及材料的特性有关。
霍尔元件是用于测量霍尔效应的元件。
霍尔元件通常由半导体材料制成，其结构为一个平面小矩形，两端连接电极，垂直于平面的方向中心处有一个小孔，可以通过孔内通入磁场。
当通入磁场时，材料中的载流子会受到洛伦兹力的作用，使载流子在材料中产生偏移，从而导致霍尔电势的产生。
通过测量霍尔电势的大小以及施加磁场的大小和方向，可以确定材料的电导率、载流子浓度和载流子迁移率等参数。
三、实验步骤1.制备霍尔元件首先，将半导体材料切割成小片，然后将其表面进行化学处理，以便在其表面上生长一层厚度为几微米的氧化层。
接着，将元件在高温下进行烘烤，使氧化层形成一种结构，即霍尔元件的结构。
最后在两端连接电极，制成完整的霍尔元件。
2.测量霍尔电势将霍尔元件放入测量器中，通入一定电流，然后施加一定磁场，记录霍尔电势的大小。
3.测量电阻率在不施加磁场的情况下，通过测量电流和电压的大小，计算出材料的电阻率。
4.计算载流子浓度和迁移率通过测量霍尔电势的大小、电阻率和电子电荷数，可以计算出载流子浓度和迁移率等参数。
四、实验结果与分析通过实验测量，得到了不同条件下的霍尔电势大小和材料的电阻率。
通过计算，得到了材料的电导率、载流子浓度和迁移率等参数。
半导体霍尔效应实验
（1）低温区。在低温区杂质部分电离，杂质电离产生的载流子浓度随温度升高而增加，而且 在低温下主要取决于杂质散射，它也随温度升高而增加。因此， 随T的增加而增加。见图的a段。室温附近，此时杂质已全部电离，载流子浓度基本不变，这时晶格散射起主要作用，使 随T的升高而下降，导致 随T的升高而下降，见图的b段。
将测量样品杆放入电磁铁磁场中（对好位置）。
打开电脑桌面HT648型变温霍尔效应控制程序，进入数据采集状态，选择电压曲线。如果没有进入数据采集状态，则按一下《Ⅰ》复位开关后进入数据采集状态。记录磁场电流正反向的霍尔电压 记录测试所得霍尔电压和霍尔系数数值。
将《Ⅱ》<测量选择>拨至 ，记录电流正反向的电压 记录所得样品的电导率。
（2） 高温区。在这段区域中，本征激发产生的载流子浓度随温度升高而指数地剧增，远远超过 的下降作用，使 随T而迅速增加，如图的c段。
3、 霍尔系数和温度的关系
电子空穴混和半导体材料的霍尔系数表达式：
A：为霍尔因子；b：为电子和空穴迁移率的比，大于1。
霍尔系数与温度的关系如图2：
A：n型半导体 B：p型半导体
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 霍尔效应和霍尔系数
设一块半导体的x方向上有均匀的电流 流过，在z方向上加有磁场 ，则在这块半导体的y方向上出现一横向电势差 ，这种现象被称为“霍尔效应”， 称为“霍尔电压”，所对应的横向电场 称为“霍尔电场”。
霍尔电场强度 的大小与流经样品的电流密度 和磁感应强度 的乘积成正比：
式中比例系数 称为“霍尔系数”。
当该电场对空穴的作用力q 与洛仑兹力相平衡时，空穴在y方向上所受的合力为零，达到稳态。在稳态时，有 ：
实验三-霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、-电导率和迁移
实验三-霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、-电导率和迁移实验三霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、电导率和迁移率一、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。
3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二、实验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的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。
对于图（1）（a）所示的N 型半导体试样，若在X 方向的电极D、E 上通以电流Is，在Z 方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力：其中e 为载流子（电子）电量，V为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率，B 为磁感应强度。
无论载流子是正电荷还是负电荷，Fg 的方向均沿Y 方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在Y 方向即试样A、A´电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A、A´两侧产生一个电位差VH，形成相应的附加电场E—霍尔电场，相应的电压VH 称为霍尔电压，电极A、A´称为霍尔电极。
电场的指向取决于试样的导电类型。
N 型半导体的多数载流子为电子，P 型半导体的多数载流子为空穴。
对N 型试样，霍尔电场逆Y 方向，P 型试样则沿Y 方向，有显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与Fg方向相反的横向电场力：其中EH 为霍尔电场强度。
FE 随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力e EH 与洛仑兹力eVB相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有设试样的宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则电流强度V Is 与的关系为由（3）、（4）两式可得即霍尔电压VH（A、A´电极之间的电压）与IsB 乘积成正比与试样厚度d成反比。
半导体物理实验报告
电子科技大学半导体物理实验报告姓名：艾合麦提江学号：2010033040008班级：固电四班实验一 半导体电学特性测试测量半导体霍尔系数具有十分重要的意义。
根据霍尔系数的符号可以判断材料的导电类型；根据霍尔系数及其与温度的关系，可以计算载流子的浓度，以及载流子浓度同温度的关系，由此可确定材料的禁带宽度和杂质电离能；通过霍尔系数和电阻率的联合测量．能够确定我流子的迁移约 用微分霍尔效应法可测纵向载流子浓度分布；测量低温霍尔效应可以确定杂质补偿度。
霍尔效应是半导体磁敏器件的物理基础。
1980年发现的量子霍尔效应对科技进步具有重大意义。
早期测量霍尔系数采用矩形薄片样品．以及“桥式”样品。
1958年范德堡提出对任意形状样品电阻率和霍尔系数的测量方法，这是一种有实际意义的重要方法，目前已被广泛采用。
本实验的目的使学生更深入地理解霍尔效应的原理，掌握霍尔系数、电导率和迁移率的测试方法，确定样品的导电类型。
一、实 验 原 理如图，一矩形半导体薄片，当沿其x 方向通有均匀电流I ，沿Z 方向加有均匀磁感应强度的磁场时，则在y 方向上产生电势差。
这种想象叫霍尔效应。
所生电势差用V H 表示，成为霍尔电压，其相应的电场称为霍尔电场E y 。
实验表明，在弱磁场下，E y 同J （电流密度）和B 成正比E y =R H JB（1）式中R H 为比例系数，称为霍尔系数。
在不同的温度范围，R H 有不同的表达式。
在本征电离完全可以忽略的杂质电离区，且主要只有一种载流子的情况，当不考虑载流子速度的统计分布时，对空穴浓度为p 的P 型样品0pq1R H >=（2） 式中q 为电子电量。
对电子浓度为n 的N 型样品0nq1R H <-=（3）当考虑载流子速度的统计分布时，式（2）、（3）应分别修改为nq 1R pq 1R nH H p H H ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛μμ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛μμ=（4）式中μH 为霍尔迁移率。
实验报告霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量
霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量一、实验目的1.了解半导体中霍尔效应的产生原理，霍尔系数表达式的推导及其副效应的产生和消除。
2.掌握常温情况下测量霍尔系数的方法。
3.判断样品的导电类型，计算霍尔系数、载流子浓度、电导率、霍尔迁移率。
4.用霍尔元件测量铁电磁铁气隙中磁感应强度B沿X方向的分布曲线及电磁铁的励磁曲线。
二、实验原理1.霍尔效应和霍尔系数图1霍尔效应示意图如图1所示，在半导体的x方向有均匀的电流I x通过，同时在z方向上加有磁场B z，那么在这块半导体的y方向会出现一个横向电势差U H，这种现象叫做“霍尔效应”，U H称为“霍尔电压”，对应的y轴的电场称为“霍尔电场”。
半导体的长、宽、高分别为L、a、b，p（n）型半导体的载流子为空穴（电子），在沿x方向电场的作用下，以平均漂移速度v x运动，形成电流I x，由于在z轴方向有磁场B z，载流子受到洛伦兹力的作用F q v B⋅⨯=()P型半导体中空穴带正电，由右手定则可知：受到的洛伦兹力沿着y轴负向，那么空穴向着y轴负向运动，在y轴方向形成沿着y轴正向的电场—霍尔电场，当该电场对空穴的作用力qE y与洛伦兹力F达到平衡时，空穴不再沿着y轴偏离，达到稳态，只有沿着x方向的电流。
同理，n型半导体中电子带负电，电子的速度方向为x轴负向，电荷为-q，那么根据右手定则可知：受到的洛伦兹力沿着y轴负向，那么电子向着y轴负向运动，在y 轴方向形成沿着y 轴负向的电场—霍尔电场，当该电场对电子的作用力qE y 与洛伦兹力F 达到平衡时，电子不再沿着y 轴偏离，达到稳态，只有沿着x 方向的电流。
因此，在给定电流方向以及外加磁场方向时，根据霍尔电场的方向便可以判断半导体是n 型还是p 型。
下面推导霍尔系数的表达式。
在稳态下，载流子受到的电场力与洛伦兹力达到平衡，即为Hx z H U qv B E q q a==，H H x z E R J B =（其中R H 即为霍尔系数） 而根据半导体中电流公式：x x x I nqv S nqv ab ==可知：H H x zU bR I B =（3/m C ） （1） 2. 霍尔效应中的副效应及消除办法在霍尔系数的测量中，会伴随一些热磁副效应、电极不对称等因素引起的附加电压叠加在霍尔电压上，主要有爱廷豪森效应、能斯脱效应、里纪—勒杜克效应、电极位置不对称、温度梯度存在等副效应。
霍尔器件的电导率、霍尔系数、载流子浓度以及迁移率。
霍尔器件的电导率、霍尔系数、载流子浓度
以及迁移率。
霍尔器件是一种能够测量电场强度的半导体器件。
其中，电导率是指单位长度内的电流密度与总电场强度之比，通常使用西门子/米（S/m）作为单位。
霍尔系数是一个表示电荷载流子在电场中受到力的大小的量，其单位为伏特/安培/特斯拉（V/Am/T）。
载流子浓度是指单位体积内的载流子数，通常使用千万分之一（ppm）或者晶格常数（cm^-3）作为单位。
迁移率是指载流子在外加电场作用下的移动速度与外加电场强度的比值，通常使用厘米^2/伏秒（cm^2/Vs）作为单位。
以上就是霍尔器件的电导率、霍尔系数、载流子浓度以及迁移率的简单介绍。
半导体物理与器件实验
• 实验报告：
中北大学微米纳米技术研究中心实验报告 《半导体物理与器件》 实验题目：______ 学生姓名：____ 学号：_____ 班级：___ 指导教师__ 一、实验目的 二、实验设备 三、实验内容 四、实验步骤 五、实验数据及处理 六、实验心得体会 七、思考题
如何通过洛仑兹力方向和输出霍尔电压的正负来判断半 导体样品的极性？
IB和IC的取值由测试条件规定，一般在测试中取IC＝10IB 时的VCE值作为VCES。
6、正常管和失效管输出特性曲线的比较 根据试验中观察到的波形及记录的数据，求出各个参数
并对器件质量进行分析。
几种不正常晶体管的输出特性曲线 7、测试三种不同的BJT管的以上参数，进行对比。 8、将测得的参数与BJT管给定的参数进行对比，看是否在范 围内。
（1） ICBO, V(BR)CBO;（2） IEBO, V(BR)EBO;（3） ICEO, V(BR)CEO 测试ICEO, V(BR)CEO时，也可将晶体管E、B、C分别和三
端口相连接，将基极开路，在C、E级之间加上反向电压进行 测量。
3、输入阻抗的测试
晶体管的输入特性对于共发射极电路来说是指IB和VBE的关系， 输入阻抗用Rin表示。 以npn管为例，将被测管E、B、C极分别和三端口连接，然 后加大VCE电压，便可得到如图所示的共发射极组态下的输 入特性曲线。
• 实验内容： 1、测量霍尔元件的零位电势和零位电阻。 2、测量霍尔电压VH与工作电流Is的关系 。 3、测量霍尔电压VH与励磁电流IM的关系。 4、计算霍尔元件的霍尔灵敏度。 5、测量样品的电导率/迁移率。
• 实验步骤：
1、按仪器面板上的文字和符号提示将型霍尔效应测试仪与 霍尔效应实验架正确连接。
半导体物理实验报告
半导体物理实验报告《半导体物理实验报告》摘要：本实验通过测量半导体材料的电阻率和霍尔系数，研究了半导体的电学性质。
实验结果表明，半导体材料的电阻率随温度的变化呈现出特定的规律，而霍尔系数则与半导体材料的载流子类型和浓度有着密切的关系。
通过实验数据的分析，我们得出了半导体材料的电子迁移率和载流子浓度的数值，并对半导体的电学特性进行了深入的研究。
引言：半导体材料因其在电子学领域的重要应用而备受关注。
通过对半导体材料的电学性质进行研究，可以深入了解其内在的物理机制，为半导体器件的设计和制备提供重要的参考。
本实验旨在通过测量半导体材料的电阻率和霍尔系数，研究半导体的电学性质，并对实验结果进行分析和讨论。
实验方法：1. 准备实验所需的半导体样品和测量设备；2. 测量半导体样品在不同温度下的电阻率，并绘制出电阻率随温度变化的曲线；3. 使用霍尔效应测量半导体样品的霍尔系数，并计算出半导体的载流子类型和浓度；4. 对实验数据进行分析，得出半导体材料的电子迁移率和载流子浓度的数值。
实验结果和讨论：通过实验测量和数据分析，我们得出了半导体材料的电阻率随温度变化的规律，以及半导体的载流子类型和浓度。
实验结果表明，半导体材料的电阻率随温度的升高呈现出指数型的变化规律，这与半导体材料的能带结构和载流子浓度有着密切的关系。
同时，霍尔系数的测量结果也表明，半导体材料的载流子类型和浓度对其电学性质有着重要的影响。
通过对实验数据的分析，我们得出了半导体材料的电子迁移率和载流子浓度的数值，并对半导体的电学特性进行了深入的研究。
结论：本实验通过测量半导体材料的电阻率和霍尔系数，研究了半导体的电学性质，得出了半导体材料的电子迁移率和载流子浓度的数值，并对半导体的电学特性进行了深入的研究。
实验结果对于深入了解半导体材料的内在物理机制，以及为半导体器件的设计和制备提供了重要的参考。
霍尔元件载流子迁移率公式
迁移率是指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度，即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度，运动得越快，迁移率越大；运动得慢，迁移率小。
同一种半导体材料中，载流子类型不同，迁移率不同，一般是电子的迁移率高于空穴。
如室温下，低掺杂硅材料中，电子的迁移率为1350cm^2/（VS），而空穴的迁移率仅为480cm^2/(VS)。
迁移率主要影响到晶体管的两个性能：一是载流子浓度一起决定半导体材料的电导率（电阻率的倒数）的大小。
迁移率越大，电阻率越小，通过相同电流时，功耗越小，电流承载能力越大。
由于电子的迁移率一般高于空穴的迁移率，因此，功率型MOSFET通常总是采用电子作为载流子的n沟道结构，而不采用空穴作为载流子的p沟道结构。
二是影响器件的工作频率。
双极晶体管频率响应特性最主要的限制是少数载流子渡越基区的时间。
迁移率越大，需要的渡越时间越短，晶体管的截止频率与基区材料的载流子迁移率成正比，因此提高载流子迁移率，可以降低功耗，提高器件的电流承载能力，同时，提高晶体管的开关转换速度。
一般来说P型半导体的迁移率是N型半导体的1/3到1/2。
迁移率是衡量半导体导电性能的重要参数，它决定半导体材料的电导率，影响器件的工作速度。
已有很多文章对载流子迁移率的重要性进行研究，但对其测量方法却少有提到。
本文对载流子测量方法进行了小结。
迁移率μ的相关概念在半导体材料中，由某种原因产生的载流子处于无规则的热运动，当外加电压时，导体内部的载流子受到电场力作用，做定向运动形成电流，即漂移电流，定向运动的速度成为漂移速度，方向由载流子类型决定。
在电场下，载流子的平均漂移速度 v 与电场强度 E 成正比为：v=μE。
霍尔效应实验报告
专业：应用物理题目：霍尔效应[实验目的]（1）学习霍尔效应原理和霍尔效应实验中的付效应及其消除办法。
（2）了解半导体的导电特性，学习确定半导体试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
[实验仪器]QS-H 型霍尔效应实验组合仪，半导体（硅）样品，导线等。
[实验原理]1.霍尔效应通电导体中载流子受由于外加磁场作用受到与电流和磁场方向垂直的洛伦兹力，在导体两侧聚集形成霍尔电压，并产生一个阻碍载流子继续聚集的电场，当该电场力与洛伦兹力平衡时，样品两侧电荷积累达到动态平衡。
2.主要公式及参数电场力与洛伦兹力平衡霍尔电压表示为霍尔系数，反映材料霍尔效应强弱的重要参数霍尔灵敏度半导体材料参数 半导体材料有 N 型（电子型）和 P 型（空穴型）两种，前者的多数载流子为电子（带负电），后者的多数载流子为空穴（相当于带正电的粒子）。
在上图所示的实验条件下，若测得 A 点电势高于 A’点电势则样品为 N 型半导体；反之为 P 型半导体。
载流子浓度电导率，ρ为样品的电阻率，L 为A 、C 电极间的距离，d b S ⋅=为样品的横截面积，S I 为通过样品的电流，AC V 为在零磁场下 A 、C 间的电压载流子迁移率公式或符号表示消除副作用方法：改变S I 、B 方向，并测量下列四组不同组合的两电极间电位差并取平均值一般E H V V >>，上式可写为[实验步骤]1. 保持磁场（即励磁电流 IM ）大小不变，改变霍耳电流 IS 的大小，测绘霍耳电压与电流关系 VH —IS 曲线。
取 IM=0.45A ，电压测量开关选择 VH ，分别改变 IS 和 IM 换向开关方向，记录测量数据。
2. 保持样品电流 IS 不变（IS=4.0mA ），改变励磁电流 IM 的大小，测量霍耳电压与磁场的关系 VH —IM 曲线。
电压测量开关选择 VH ，分别改变 IS 和 IM 换向开关方向，记录测量数据。
根据以上 VH —IS 和 VH —IM 曲线验证在磁场不太强时，霍耳电压与电流和磁场的关系式。
大学物理实验报告系列之霍尔效应-大物霍尔效应实验报告
大学物理实验报告【实验名称】霍尔效应【实验目的】1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。
2．学习用“对称测量法”消除付效应的影响，测量试样的VH—IS；和VH—IM 曲线。
3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
【实验仪器】霍尔效应实验仪【实验原理】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的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。
对于图1（a）所示的N型半导体试样，若在X方向通以电流1s，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力F B= e v B （1）则在Y方向即试样A、A'电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对N型试样，霍尔电场逆Y方向，P 型试样则沿Y方向，有：Is (X)、B (Z) E H (Y) <0 (N型)E H (Y) >0 (P型)显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力HeE与洛仑兹力eVB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有HeE= B v e（2）其中HE为霍尔电场，v是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
设试样的宽为b，厚度为d，载流子浓度为n，则bdvneIs=（3）由（2）、（3）两式可得dBIRdBInebEV SHSHH===1（4）即霍尔电压HV（A、A'电极之间的电压）与IsB乘积成正比与试样厚度成反比。
.) (mA IS)(1mvV)(2mvV)(3mvV)(4mvV)(44321mvVVVVVR-+-=BIS++...BIS-+...BIS+-...BIS--...1.00 4.09 4.02 4.02 4.11 0.041.50 6.15 6.03 6.06 6.18 0.062.00 8.21 8.3 8.04 8.20 0.0852.50 10.25 10.06 10.04 10.27 0.1053.00 12.33 12.05 12.05 12.29 0.1304.00 16.39 16.07 16.09 16.41 0.160)(mA IM)(1mvV)(2mvV)(3mvV)(4mvV)(44321mvVVVVVH-+-=BIS++...BIS-+...BIS+-...BIS--...0.300 4.18 4.02 3.95 4.18 0.0975 0.400 5.52 5.37 5.30 5.49 0.0850.500 6.84 6.68 6.67 6.84 0.08250.600 8.19 8.04 8.03 8.21 0.08250.700 9.55 9.04 9.38 9.55 0.1700.800 10.90 10.75 10.74 10.92 0.0825mvV1.167=σmmd5.0=mml3=mmb5=TAKGSB364.0/64.3==由公式ccmBIdVRSHH/0549.01036401105.004.0103848=⨯⨯⨯⨯=⨯=-由公式1719108.8106.10549.011--⨯=⨯⨯==eRnH由公式63.143105.051.167233=⨯⨯⨯⨯==-SVlISσσ西门子/米由公式89.763.1430549.0=⨯==σμHR.【小结与讨论】(1)了解了霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件丢材料的要求的知识，了解到一些物理量比如说霍尔系数，迁移率，电导率霍尔灵敏度等(2)如何判别霍尔元件的载流子类型？讨论知道电流方向一定，载流子的受力方向就一定，载流子会在受力方向积累，然后观测其正负。
霍尔效应实验实验报告
霍尔效应实验实验报告
实验目的：
本实验旨在研究霍尔效应，并通过实验测量霍尔系数以及电子迁移率。
实验原理：
当一块导体在垂直于电流方向的磁场作用下，产生的横向电场即为霍尔电势。
这种现象便是霍尔效应。
其中，霍尔电场的大小与磁场、电流、以及样品材料的特性相关。
实验步骤：
1. 将霍尔片放置于霍尔架上，确保霍尔片与霍尔架的接触良好。
2. 将电流表放置在外电路的合适位置，以测量通电电流的大小。
3. 通过电源，将所需电流加到霍尔片上，并记录电流值。
4. 启动磁场电源，产生稳定的磁场，并调整磁场强度。
5. 通过电压表，测量样品的霍尔电压并记录数据。
6. 重复以上步骤，改变电流值和磁场强度，以获得更多的数据。
实验结果：
根据实验获得的数据，我们计算得到了霍尔系数和电子迁移率。
根据实验设计的样品和参数，我们得出如下结果（具体数值请参照实验数据）：
1. 霍尔系数：XXX
2. 电子迁移率：XXX
讨论与分析：
根据实验结果，我们可以进一步讨论和分析样品的电学特性以及可能存在的误差。
通过系统地改变参数，我们可以观察到霍尔系数和电子迁移率的变化规律，并对样品的导电性质有所了解。
结论：
通过本次实验，我们成功地测量了霍尔系数和电子迁移率，并对样品的电学特性进行了初步分析。
本实验为进一步研究霍尔效应以及材料的电学特性提供了重要的数据支持。