物理实验霍尔效应实验表格图

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霍尔效应实验

霍尔效应实验

霍尔效应与其应用置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。

随着半导体物理学的迅速发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。

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。

若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。

如今,霍尔效应不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10GHz)、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。

在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。

一、实验目的1.了解霍尔效应实验原理以与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V H -I S和V H-I M曲线。

3.确定试样的导电类型、载流子浓度以与迁移率。

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(N型) 0 (Y)E (P型)0 (Y)E (X)、B(Z) IsH H <>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(1)其中e 为载流子(电子)电量, 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,F z 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V H ,形成相应的附加电场E —霍尔电场,相应的电压V H 称为霍尔电压,电极A 、A ´称为霍尔电极。

实验十六 霍尔效应测量磁场_北大物院普物实验报告

实验十六 霍尔效应测量磁场_北大物院普物实验报告

±
������������������
=
������ ������������
=
(14.42
±
0.05)mV

mT−1

A−1
3. 根据 2 中计算的������������和������������,计算������,并作磁化曲线图
将由
������
=
������������ ������������������������
������������(mV) 32.22 32.19 32.13 32.11 32.09 32.06 32.05 32.04 32.03 32.02 32.01 31.99 31.98 31.97 31.97 31.97
������(mT) 223.4 223.2 222.8 222.7 222.5 222.3 222.3 222.2 222.1 222.1 222.0 221.8 221.8 221.7 221.7 221.7
2
������������������ )
+
������������ (������������������
2
������������������ )
+
������������ (������������������
2
������������������ )
且有σKH = 0.05mV ⋅ mT−1 ⋅ A−1, ������������������ = 0.09mA,σUH = 0.07mV,可得到 ������������ = 5mT
做出������ − ������图线如下:
表格 5
31.96 31.95 31.94 31.92 31.9 31.87 31.83 31.76 31.67 31.51 31.23 30.81 29.77 27.73 23.94 19.00 14.91 11.96 9.68 8.22 7.03 6.08 5.35 4.77 4.25 3.89 3.48 3.16 2.88 2.65 2.43 2.26 1.90 1.57 1.29

大学物理仿真实验——霍尔效应

大学物理仿真实验——霍尔效应

仿真实验------霍尔效应实验人:代梦妮一、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V H —Is ,V H —I M 曲线,了解霍尔电势差V H 与霍尔元件工作电流Is ,磁场应强度B 及励磁电流I M 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的作用而引起的偏转。

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在不同侧的聚积,从而形成附加的横向电场。

如下图(1)所示,磁场B位于Z 的正向,与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is (称为工作电流),假设载流子为电子(N 型半导体材料),它沿着与电流Is 相反的X 负向运动。

由于洛仑兹力f L作用,电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转,并使B 侧形成电子积累,而相对的A 侧形成正电荷积累。

与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力 f E 的作用。

随着电荷积累的增加,f E 增大,当两力大小相等(方向相反)时, f L =-f E ,则电子积累便达到动态平衡。

这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H ,相应的电势差称为霍尔电势V H 。

设电子按平均速度V ,向图示的X 负方向运动,在磁场B 作用下,所受洛仑兹力为:f L =-e V B式中:e 为电子电量,V 为电子漂移平均速度,B 为磁感应强度。

同时,电场作用于电子的力为: f E H H eV eE -=-=l图(1) 霍尔效应原理式中:E H 为霍尔电场强度,V H 为霍尔电势,l 为霍尔元件宽度当达到动态平衡时:f L =-f EV B=V H /l (1)设霍尔元件宽度为l ,厚度为d ,载流子浓度为 n ,则霍尔元件的工作电流为 ld V ne Is = (2)由(1)、(2)两式可得:d IsB R d IsB ne l E V H H H ===1 (3)即霍尔电压V H (A 、B 间电压)与Is 、B 的乘积成正比,与霍尔元件的厚度成反比,比例系数)/(1ne R H =称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数,只要测出HV (伏),以及s I (安),B (高斯)和d (厘米)可按下式计算H R (厘米3/库仑)。

华科大一下 物理实验报告 霍尔效应与应用设计

华科大一下 物理实验报告 霍尔效应与应用设计

霍尔效应与应用设计【实验内容】1. 恒定磁场,保持I M 不变(可取I M =0.50A ),测绘V H -I S 曲线(I S 取0.50,1.00,1.50,……4.00mA )表1 测绘S H I ~V 实验曲线数据记录表,A 500.0I M =)mA (I S)mV (V 1 )mV (V 2)mV (V 3 )mV (V 4)mV (4V V V V V 4321H -+-=S I ,B ++S I ,B +-S I ,B --S I ,B -+50.0 0.84 1.19 1.19 0.85 1.0175 00.1 1.68 2.38 2.37 1.69 2.03 50.12.513.55 3.54 2.53 3.0325 00.2 3.354.73 4.70 3.37 4.0375 50.2 4.185.90 5.89 4.21 5.045 00.3 5.02 7.08 7.05 5.056.05 50.35.858.268.225.907.0575通过回归法可计算出k1=2.01232. 恒定工作电流,保持I S 不变(取I S =3.00mA ),测绘V H -I M 曲线(I M 取0.100,0.200,……,0.500A ),表格设计参阅表1。

123456780.51.01.52.02.53.03.5 Vh(mV)Is(mA)测绘S H I ~V 实验曲线数据记录表,mA 00.3=S I)mA (M I )mV (V 1 )mV (||2V)mV (V 3 )mV (||4V)mV (4||||4321V V V V V H +++=S I ,B ++S I ,B +-S I ,B --S I ,B -+0.1000 2.23 0.19 0.22 2.20 1.21 0.2000 3.45 1.40 1.42 3.41 2.42 0.3000 4.65 2.61 2.62 4.61 3.6225 0.4000 5.85 3.80 3.84 5.82 4.8275 0.50007.075.025.057.036.0425通过回归法可计算出k2=12.07253.在零磁场下(即I M =0),测量V BC (即σV )。

霍尔效应实验.

霍尔效应实验.

霍尔效应及其应用置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。

随着半导体物理学的迅速发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。

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。

若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。

如今,霍尔效应不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10GHz )、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。

在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。

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V H -I S 和V H -I M 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(1)其中e 为载流子(电子)电量, 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率,BBv e F z V(N型) 0 (Y)E (P型)0 (Y)E (X)、B(Z) Is H H <>为磁感应强度。

无论载流子是正电荷还是负电荷,F z 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V H ,形成相应的附加电场E —霍尔电场,相应的电压V H 称为霍尔电压,电极A 、A ´称为霍尔电极。

霍尔效应实验

霍尔效应实验

霍尔效应及其应用置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,那么在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。

随着半导体物理学的迅速开展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。

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。

假设能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。

如今,霍尔效应不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开展,利用该效应制成的霍尔器件,由于构造简单、频率响应宽〔高达10GHz〕、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。

在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。

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V H-I S和V H -I M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,假设在X方向的电极D、E上通以电流Is,在Z方向(N型) 0 (Y)E (P型)0 (Y)E (X)、B(Z) IsH H <>加磁场B ,试样中载流子〔电子〕将受洛仑兹力〔1〕其中e 为载流子〔电子〕电量, 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,F z 的方向均沿Y 方向,在此力的作用下,载流子发生便移,那么在Y 方向即试样A 、A ´电极两侧就开场聚积异号电荷而在试样A 、A ´两侧产生一个电位差V H ,形成相应的附加电场E —霍尔电场,相应的电压V H 称为霍尔电压,电极A 、A ´称为霍尔电极。

实验报告霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量

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。

浙大物理实验——霍尔效应

浙大物理实验——霍尔效应

0
IS
2、测绘螺线管轴线上磁感应强度的分布 =5mA, =0.5A,测试过程中保持不变, 取IS=5mA,IM=0.5A,测试过程中保持不变,然 后改变霍尔器件在螺线管内的位置( 后改变霍尔器件在螺线管内的位置(表格见下节实 验数据记录与处理),测量出不同的V 由公式: 验数据记录与处理),测量出不同的VH ,由公式: ),测量出不同的
四、实 验 内 容
实验操作前的准备
在实验操作之前,先掌握以下两项仪器操作要领。 在实验操作之前,先掌握以下两项仪器操作要领。
1:IS和B(即IM)的 大小设 定演示 四组不同方向的I 2:四组不同方向的Is、B组合 电压V 电压V1、V2、V3和V4,的测试演 示
1、霍尔器件输出特性测量 按实验室给出的测量线路进行正确连线, 按实验室给出的测量线路进行正确连线,转动霍尔 器件探杆支架的旋钮X 器件探杆支架的旋钮X1、X2,慢慢将霍尔器件移到螺线 管的中心位置。 管的中心位置。 =0.5A,测试过程中保持不变。依次调节I 取IM=0.5A,测试过程中保持不变。依次调节IS,用 对称测量法测出相应的V 见表,( ,(表格 对称测量法测出相应的V1、V2、V3和V4,见表,(表格 在下节实验数据记录与处理),测量出不同的V ),测量出不同的 在下节实验数据记录与处理),测量出不同的VH ,绘 曲线。 制VH - IS曲线。 VH
B、霍尔效应副效应的消除方法
影响实验结果, 在产生霍尔效应的同时伴随着多种副效应 ,影响实验结果,应 设法消除。 设法消除。因此采用电流和磁场换向的对称测量法 ,基本上能够把 副效应的影响从测量的结果中消除 。 具体的做法是保持I 大小不变, 具体的做法是保持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,依此测量由下列四组不同方向的I 组合的P 磁场的正、反方向后,依此测量由下列四组不同方向的Is、B组合的P、 S两点之间的电压V1、V2、V3和V4,即 两点之间的电压V +IS +B V1 +IS -IS -B -B V2 V3

大学物理仿真实验——霍尔效应

大学物理仿真实验——霍尔效应

仿真实验(霍尔效应)------霍尔效应1目的:(1)霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用)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V H —Is Is,,V H —I M 曲线,了解霍尔电势差V H 与霍尔元件工作电流Is Is,磁场应强度,磁场应强度B 及励磁电流I M 之间的关系。

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。

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。

)学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

2简单的实验报告简单的实验报告 数据分析数据分析(1)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的作用而引起的偏转。

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的作用而引起的偏转。

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在不同侧的聚积,从而形成附加的横向电场。

如下图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。

如下图(1)(1)(1)所示,磁场所示,磁场B 位于Z 的正向,与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is Is(称为工作电流),假设(称为工作电流),假设载流子为电子(载流子为电子(N N 型半导体材料),它沿着与电流Is 相反的X 负向运动。

由于洛仑兹力fL作用,电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转,并使B 侧形成电子积累,而相对的A 侧形成正电荷积累。

与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力形成的反向电场力 f E 的作用。

随着电荷积累的增加,f E 增大,当两力大小相等(方向相反)时,相反)时, f L =-f E ,则电子积累便达到动态平衡。

这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H ,相应的电势差称为霍尔电势V H 。

设电子按平均速度V ,向图示的X 负方向运动,在磁场B 作用下,所受洛仑兹力为:作用下,所受洛仑兹力为:f L =-e V B式中:式中:e e e 为电子电量,为电子电量,V 为电子漂移平均速度,为电子漂移平均速度,B B 为磁感应强度。

霍尔效应实验

霍尔效应实验

霍尔效应与其应用置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,那么在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。

随着半导体物理学的迅速开展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。

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。

假设能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。

如今,霍尔效应不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开展,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10GHz 〕、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。

在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。

一、实验目的1.了解霍尔效应实验原理以与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V H -I S 和V H -I M 曲线。

3.确定试样的导电类型、载流子浓度以与迁移率。

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,假设在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〔1〕其中e 为载流子〔电子〕电量, 为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率,BBv e F z V(N型) 0 (Y)E (P型)0 (Y)E (X)、B(Z) Is H H <>为磁感应强度。

无论载流子是正电荷还是负电荷,F z 的方向均沿Y 方向,在此力的作用下,载流子发生便移,那么在Y 方向即试样A 、A ´电极两侧就开场聚积异号电荷而在试样A 、A ´两侧产生一个电位差V H ,形成相应的附加电场E —霍尔电场,相应的电压V H 称为霍尔电压,电极A 、A ´称为霍尔电极。

北京大学物理实验报告:霍尔效应测量磁场(pdf版)

北京大学物理实验报告:霍尔效应测量磁场(pdf版)

霍尔效应测量磁场【实验目的】(1) 了解霍尔效应的基本原理(2) 学习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±(1% +0.2mT) PF66B型数字多用表200 mV档±(0.03%+2)DH1718D-2型双路跟踪稳压稳流电源0~32V 0~2A Fluke 15B数字万用表电流档±(1.5%+3)Victor VC9806+数字万用表200 mA档±(0.5%+4)【实验原理】(1)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(沿着z轴)垂直于电流I S(沿着x轴)的方向,如图1所示则在导体中垂直于B和I S方向将出现一个横向电位差U H,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I S,在z方向加磁场B,则在y方向A、A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场.当载流子所受的横向电场力F E洛伦兹力F B相等时:q(v×B)=qE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I S=pqvwd,则空穴速率v=I S/pqwd,有U H=Ew=I H Bpqwd=R HI H Bd=K H I H B其中R H=1/pq称为霍尔系数,K H=R H/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。

(2)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U E能斯特效应:热流通过霍尔片在其端会产生电动势U N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U R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I H正向,B正向时:U1=U H+U0+U E+U N+U R当I H负向,B正向时:U2=−U H−U0−U E+U N+U R当I H负向,B负向时:U3=U H−U0+U E−U N−U R当I H正向,B负向时:U4=−U H+U0−U E−U N−U R取平均值有14(U1−U2+U3−U4)=U H+U E≈U H(3)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。

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