霍尔效应实验说明书(参考Word)
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vh?is，vh?im曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制（工作）电流is、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、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vh?is，vh?im曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制（工作）电流is、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、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
大学物理实验霍尔效应报告模版_
大学物理实验霍尔效应报告模版1. 实验目的本实验旨在探究实验样本受到垂直于电流方向的外磁场时所产生的霍尔电势和霍尔电流，并且通过测量相关参数，例如霍尔电势与电流强度、磁感应强度大小之间的关系，以及确定样品中载流子的类型和浓度等。
2. 实验原理霍尔效应是由美国物理学家爱德华·霍尔（Edwin Hall）于1879年发现的物理现象，是电学和磁学相互作用的重要表现形式之一。
当一个导体中有一定电流流过时，在垂直于电流方向的外加磁场的作用下会出现横向电场E y，这个电场就称为霍尔电场，同时在横向电场中，电荷载流子在y方向上会受到洛伦兹力，导致电荷在y方向上堆积，从而导致样品两侧电势差V H的发生。
通过测量霍尔电势V H与电流强度I、磁场强度B之间的关系，可以计算出电子运动的轨迹和载流子的浓度。
具体来说，样品在垂直于平面内加上磁场时，电荷载流子在y方向受到的洛伦兹力为：F=qE y=qV H d其中，d为样品厚度。
由于电荷载流子受到的力为库仑力与洛伦兹力的合力，因此加上外磁场后会呈现弯曲的轨迹。
根据基本电学知识和洛伦兹力公式，可以得到样品中的自由电荷载流子的移动速度v D与电场E y、磁场B以及载流子的荷质比q/m有关：$$ v_D=\\mu_{Hall}E_y=\\frac{\\mu_{Hall}V_H B}{d} $$其中$\\mu_{Hall}$为霍尔系数。
因此，当固定电流强度I和磁感应强度B时，霍尔电势V H与电荷载流子浓度n的关系如下：$$ V_H=\\frac{IB}{node} $$其中，e为电子电荷，n为电荷载流子浓度。
对上式进行一定调整，可以得到样品中的电荷载流子浓度n：$$ n=\\frac{IB}{edV_H} $$另外，根据电学基本定理，可以得到电阻率$\\rho$与样品尺寸和电学参数的关系：$$ \\rho=\\frac{VB}{Id} $$其中，V为样品两端的电压，d为样品的宽度，I为通电电流。
霍尔效应实验报告
霍尔效应实验报告霍尔效应实验报告一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理和实现方式；2. 学习使用霍尔效应传感器进行电流强度测量；3. 了解霍尔效应在电子器件中的应用。
二、实验仪器与材料1. 霍尔效应实验箱；2. 微电流信号源；3. 霍尔传感器；4. 直流稳压电源；5. 万用表。
三、实验原理霍尔效应是指导电体中有载流子通过垂直于电流方向的磁场时，会在垂直于电流方向的一侧产生电势差的现象。
霍尔传感器利用霍尔效应实现电流强度的测量，当通过霍尔传感器的电流发生变化时，传感器的输出电压也会相应变化。
四、实验步骤与方法1. 连接电路：将信号源的正负极分别与霍尔传感器的A、B极连接，然后将霍尔传感器的C极与地线相连；2. 调节信号源：设置电流值，并通过万用表测量电流强度；3.测量输出电压：将万用表的正负极分别与霍尔传感器的D、E极连接，并记录输出电压；4. 改变电流强度：调节信号源的电流值，并重新测量输出电压；5. 分析实验结果：根据实验结果分析电流和输出电压的关系，进而得出结论。
五、数据处理与结果分析电流强度（A）输出电压（V）0.5 51 101.5 152 202.5 25由实验数据可以看出，当电流强度发生变化时，输出电压也发生了相应的变化。
电流强度越大，输出电压越大，两者呈线性关系。
根据实验数据可以得出如下线性关系式：输出电压 = 10 ×电流强度。
六、实验结论通过霍尔效应实验，我们验证了霍尔效应的存在，并学习了使用霍尔效应传感器进行电流强度测量的方法。
实验数据表明，电流强度和霍尔传感器的输出电压之间存在线性关系，可以通过简单的比例关系进行测量。
霍尔效应在电子器件中有着广泛的应用，例如电流传感器、开关等。
七、实验体会通过本次实验，我对霍尔效应的原理和应用有了更深入的了解。
实验操作简单，结果明显，使我更加坚信了实验的重要性。
实验中我还注意到了实验仪器的使用方法和注意事项，对于仪器的保养和维修有了初步的了解。
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vh?is，vh?im曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制（工作）电流is、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、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应实验word
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VHIS和VHIM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DE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FzevB（1）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，Fz的方向均沿丫方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在丫方向即试样AA电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样AA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M称为霍尔电压，电极A、A"称为霍尔电极。
霍尔效应实验报告步骤(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理。
2. 学习使用霍尔效应实验仪测量磁场。
3. 掌握霍尔效应实验的数据记录和处理方法。
4. 通过实验确定材料的导电类型和载流子浓度。
二、实验原理霍尔效应是当电流通过一个导体或半导体时，若导体或半导体处于垂直于电流方向的磁场中，则会在导体或半导体的侧面产生电压，这个电压称为霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁感应强度、电流强度以及导体或半导体的厚度有关。
三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 直流稳流电源3. 毫伏电压表4. 霍尔元件5. 导线6. 螺线管7. 磁铁四、实验步骤1. 仪器连接与调整- 将霍尔元件放置在实验仪的样品支架上，确保霍尔元件处于隙缝的中间位置。
- 按照实验仪的接线图连接电路，包括直流稳流电源、霍尔元件、螺线管和毫伏电压表。
- 调节稳流电源，使霍尔元件的工作电流保持在安全范围内（一般不超过10mA）。
- 使用调零旋钮调整毫伏电压表，确保在零磁场下电压读数为零。
2. 测量不等位电压- 在零磁场下，测量霍尔元件的不等位电压，记录数据。
3. 测量霍尔电流与霍尔电压的关系- 保持励磁电流不变，逐渐调节霍尔电流，从1.00mA开始，每隔1.0mA改变一次，记录每次霍尔电流对应的霍尔电压值。
- 改变霍尔电流的方向，重复上述步骤，记录数据。
4. 测量励磁电流与霍尔电压的关系- 保持霍尔电流不变，逐渐调节励磁电流，从100.0mA开始，每隔100.0mA改变一次，记录每次励磁电流对应的霍尔电压值。
- 改变励磁电流的方向，重复上述步骤，记录数据。
5. 绘制曲线- 根据实验数据，绘制霍尔电流与霍尔电压的关系曲线和励磁电流与霍尔电压的关系曲线。
6. 数据处理与分析- 根据霍尔效应的原理，计算霍尔系数和载流子浓度。
- 分析实验结果，确定材料的导电类型。
五、注意事项1. 操作过程中，注意安全，避免触电和电火花。
2. 霍尔元件的工作电流不应超过10mA，以保护元件。
3. 在调节电流和磁场时，注意观察毫伏电压表的读数变化，避免超出量程。
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。
霍尔效应实验指导书.doc
硅的霍尔系数和电导率的测量一、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、实验原理一块宽为a、厚为b的长方形半导体（见图1）…若在x方向上有均匀的电流&流过，再Z 方向上加均匀磁场Bz，那么在这块半导体A、B两点间（即Y方向上）产生一电位差，这种现象称为霍耳效应。
从实验中发现，在弱磁场情况下，霍耳电场Ey的大小与电流密度氐和磁场强度Bz成正比，即E y=RJ x B z 由上式可得R=Ey/JxBz （1）R称为霍耳系数。
在实验上直接测量的是霍耳电位差V H。
因为，E y=V H / aJx=Ix / ab（1）式可以写为R=V H b/I x B z⑵女“果（2）式中各量所用的单位是V H—伏；“一安培；Bz—高斯；b —厘米；R—厘米3/库仑，则应该在⑵式中引入单位变换因子"，把它写成如下形式：R=（V H b/I x Bz） * 108（3）上式为实验中实际应用的公式。
因为电子和空穴的漂移运动是相反的，但是电荷符号也是相反的，磁场对它们的偏转作用力方向相同。
结果在边界上积累的电荷两种情况下相反，因此霍耳电场和电势差是相反的。
照这个道理可以区别电了性导电(n型)和空穴导电(P型)。
当EY>0,为p型,E Y<0,为n型。
在霍耳效应的简单理论中，对电子和空穴混合导电的半导体，霍耳系数为：R=( p(ip2-nn n2 )/ C (pn P+n(i n)2e)(4)对n型半导体可简化为：R= - 1 / ne (5)对p型半导体可简化为：R= 1 / pe (6)(4)、(5)^ (6)各式中，n和p分别表示电了和空穴浓度，jip和血分别为电了和空穴的迁移率。
图2io7r(K-1)图2给出两个硅样品霍耳系数随着温度变化的实验曲线。
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vh?is，vh?im曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制（工作）电流is、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、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、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：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应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。
如右图（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（称为控制电流或工作电流），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。
由于洛伦兹力fl的作用，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fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，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eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，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 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（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rh?1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应的实验报告
霍尔效应的实验报告霍尔效应的实验报告引言：霍尔效应是一种基于磁场和电流之间相互作用的物理现象。
它在电子学和材料科学中具有广泛的应用。
为了更好地理解和研究霍尔效应，我们进行了一系列实验，并在本报告中对实验过程和结果进行详细描述和分析。
实验目的：1. 通过实验观察霍尔效应并验证霍尔电压与电流、磁场之间的关系；2. 测量样品的霍尔系数，并分析其与材料性质的关联。
实验仪器和材料：1. 霍尔效应实验装置：包括霍尔元件、电源、电流表、电压表、磁铁等；2. 磁场强度计：用于测量磁场的强度；3. 多用表：用于测量电流和电压。
实验步骤：1. 连接实验装置：将霍尔元件与电源、电流表和电压表连接起来，确保电路连接正确；2. 施加电流：通过电源调节电流大小，并记录电流值；3. 施加磁场：在霍尔元件附近放置磁铁，调节磁铁位置和方向，使得磁场垂直于电流方向；4. 测量霍尔电压：使用多用表测量霍尔电压，并记录数据；5. 改变电流和磁场：重复步骤2-4，改变电流大小和磁场方向，记录相应的数据；6. 计算霍尔系数：根据实验数据计算霍尔系数，并进行分析。
实验结果：通过实验我们得到了一组数据，其中包括不同电流下的霍尔电压和磁场强度。
我们将这些数据整理并进行分析。
首先，我们绘制了霍尔电压与电流之间的关系曲线。
结果显示，霍尔电压与电流成正比，即霍尔电压随电流的增大而增大。
这与霍尔效应的基本原理相符。
其次，我们研究了霍尔电压与磁场强度之间的关系。
实验结果表明，霍尔电压与磁场强度成正比，即霍尔电压随磁场强度的增大而增大。
这也符合霍尔效应的基本规律。
最后，我们计算了样品的霍尔系数。
霍尔系数是描述材料特性的重要参数，它与材料的导电性和载流子浓度有关。
通过实验数据的分析，我们得到了样品的霍尔系数，并与已知的材料特性进行对比。
结果显示，实验测得的霍尔系数与理论值较为接近，验证了实验的准确性。
讨论与结论：通过本次实验，我们成功观察到了霍尔效应，并验证了霍尔电压与电流、磁场之间的关系。
霍尔测试实验报告
#### 一、实验目的1. 了解霍尔效应的基本原理和实验方法。
2. 掌握霍尔元件的测量原理及其在磁场测量中的应用。
3. 通过实验，学会使用霍尔元件测量磁感应强度和磁场分布。
4. 分析实验数据，了解霍尔元件的响应特性。
#### 二、实验原理霍尔效应是指导体中运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力作用，导致电荷在垂直于电流和磁场方向上发生偏转，从而在导体的两端产生电压差的现象。
根据霍尔效应原理，可以制成霍尔元件，用于测量磁场。
#### 三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 霍尔元件3. 磁场发生器4. 数字电压表5. 导线6. 支架7. 钳子#### 四、实验步骤1. 连接电路：将霍尔元件、磁场发生器、数字电压表和电源按照实验仪器的接线图连接好。
2. 调整磁场：将磁场发生器调整到所需的磁场强度，并保持稳定。
3. 测量霍尔电压：打开电源，调节霍尔元件的工作电流，记录不同电流下的霍尔电压值。
4. 测量磁场分布：将霍尔元件放置在磁场中不同位置，测量不同位置的霍尔电压，绘制磁场分布图。
5. 数据处理：根据实验数据，分析霍尔元件的响应特性，计算磁感应强度。
#### 五、实验数据及处理1. 霍尔电压与电流的关系：| 工作电流 (I) | 霍尔电压 (V) || ------------ | ------------ || 0.1 A | 0.003 V || 0.2 A | 0.006 V || 0.3 A | 0.009 V || 0.4 A | 0.012 V || 0.5 A | 0.015 V |根据实验数据，可以绘制霍尔电压与工作电流的关系曲线。
2. 磁场分布：将霍尔元件放置在磁场中不同位置，测量不同位置的霍尔电压，绘制磁场分布图。
#### 六、实验结果与分析1. 霍尔电压与电流的关系：实验结果表明，霍尔电压与工作电流成正比。
根据霍尔效应原理，霍尔电压与电流的关系可以表示为：\[ V = K \cdot I \cdot B \]其中，V为霍尔电压，K为霍尔系数，I为工作电流，B为磁感应强度。
霍尔效应物理实验报告
霍尔效应物理实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。
2、掌握用霍尔效应测量磁场的方法。
3、学会使用霍尔效应实验仪测量霍尔电压、电流等物理量。
二、实验原理当电流 I 沿 X 方向通过半导体薄片时，若在 Z 方向加上磁场 B，在薄片的 Y 方向两侧就会产生电位差，这种现象称为霍尔效应。
霍尔电压 UH 的大小与通过的电流 I 和磁场 B 成正比，还与薄片的厚度 d、载流子的浓度 n 等因素有关，其关系式为：UH ＝ RH （I B) ／ d其中，RH 称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
三、实验仪器霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计等。
四、实验内容与步骤1、连接实验仪器按照实验电路图，将霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表等正确连接。
2、校准仪器使用特斯拉计校准磁场，确保磁场的准确性。
3、测量霍尔电压（1）保持磁场不变，改变电流I，测量不同电流下的霍尔电压UH。
（2）保持电流不变，改变磁场 B，测量不同磁场下的霍尔电压 UH。
4、记录数据将测量得到的电流、磁场和霍尔电压等数据记录在表格中。
五、实验数据处理1、绘制曲线以电流 I 为横坐标，霍尔电压 UH 为纵坐标，绘制 UH I 曲线。
以磁场 B 为横坐标，霍尔电压 UH 为纵坐标，绘制 UH B 曲线。
2、计算霍尔系数根据实验数据，利用公式 UH ＝ RH （I B) ／ d，计算霍尔系数RH。
3、分析误差对实验数据进行误差分析，找出可能导致误差的原因，如仪器精度、测量方法、外界干扰等。
六、实验结果与讨论1、实验结果通过实验测量和数据处理，得到了霍尔电压与电流、磁场的关系，计算出了霍尔系数。
2、结果讨论（1）比较实验值与理论值，讨论两者之间的差异及可能的原因。
（2）分析实验中存在的误差对结果的影响，提出改进实验的方法和建议。
（3）探讨霍尔效应在实际中的应用，如测量磁场、判断半导体材料的类型等。
七、注意事项1、连接电路时要确保接触良好，避免断路或短路。
霍尔效应实验报告参考
霍尔效应实验报告参考华南农业大学信息软件学院实验报告课程：大学物理实验学期：2012-2013第一学期任课老师：***专业班级：**************学号：************** 姓名：***评分：实验3 霍尔效应的应用一．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.测量霍尔元件的曲线，了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流之间的系。
3.学习用对称测量法消除副效应的影响，测量试样的和曲线。
4.确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二．实验仪器设备TH-H 型霍尔实验组合仪由试验仪和测试仪组成1.实验仪：本实验仪由电磁铁、二维移动标尺、三个换向闸刀开关、霍尔元件组成。
C型电磁铁，给它通以电流产生磁场。
二维移动标尺及霍尔元件；霍尔元件是由N型半导体材料制成的，将其固定在二维移动标尺上，将霍尔元件放入磁铁的缝隙之中，使霍尔元件垂直放置在磁场之中，在霍尔元件上通以电流，如果这个电流是垂直于磁场方向的话，则在垂直于电流和磁场方向上导体两侧会产生一个电势差。
三个双刀双掷闸刀开关分别对励磁电流，工作电流霍尔电压进行通断和换向控制。
右边闸刀控制励磁电流的通断换向。
左边闸刀开关控制工作电流的通断换向。
中间闸刀固定不变即指向一侧。
2.测试仪测试仪有两组独立的恒流源，即“输出”为0～10mA给霍尔元件提供工作电流的电流源，“输出”为0～1A为电磁铁提供电流的励磁电流源。
两组电流源相互独立。
两路输出电流大小均连续可调，其值可通过“测量选择”键由同一数字电流表进行测量，向里按“测量选择”测，放出键来测。
电流源上有Is调节旋钮和Im调节旋钮。
直流数字电压表用于测量霍尔电压，本实验只读霍尔电压、所以将中间闸刀开关拨向上面即可。
当显示屏上的数字前出现“—”号时，表示被测电压极性为负值。
三．实验的基本构思和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伦兹力作用而引起的偏转。
实验二 霍尔效应实验报告
实验二 霍尔效应实验【实验目的】1.了解霍尔效应实验原理。
2.测量霍尔电流与霍尔电压之间的关系。
3.测量励磁电流与霍尔电压之间的关系。
4.学会用“对称测量法”消除负效应的影响。
【实验仪器】霍尔效应实验仪、电阻箱 【实验原理】 1. 霍耳效应霍耳电势差是这样产生的：当电流I H 通过霍耳元件（假设为P 型）时，空穴有一定的漂移速度υ，垂直磁场对运动电荷产生一个洛伦兹力。
)(B q F B⨯=υ (1)式中q 为电子电荷，洛伦兹力使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，所以有些偏转的载流子将在边界积累起来，产生一个横向电场E ，直到电场对载流子的作用力F E =qE 磁场作用的洛伦兹力相抵消为止，即E q B q=⨯)(υ（2） 这时电荷在样品中流动时将不再偏转，霍耳电势差就是由这个电场建立起来的。
如果是N 型样品，则横向电场与前者相反，所以N 型样品和P 型样品的霍耳电势差有不同的符号，据此可以判断霍耳元件的导电类型。
设P 型样品的载流子浓度为p ，宽度为ω，厚度为d ，通过样品电流I H =pq υωd ，则空穴的速度υ=I H /pq ωd 代入（2）式有d q p B I B E H ωυ=⨯=（3）上式两边各乘以ω，便得到U H = Eω= I H B/pqd= R H ×I H B/d （4）R H =1/pq 称为霍耳系数，在应用中一般写成图1 霍耳效应简图U H = I H K H B（5）比例系数K H = R H /d=1/pqd 称为霍耳元件灵敏度，单位为mV/（mA·T ），一般要求K H 愈大愈好。
K H 与载流子浓度p 成反比，半导体内载流子浓度远比金属载流子浓度小，所以都用半导体材料作为霍耳元件。
K H 与厚度d 成反比，所以霍耳元件都做得很薄，一般只有0.2mm 厚。
由公式(5)可以看出，知道了霍耳片的灵敏度K H ，只要分别测出霍耳电流I H 及霍耳电势差U H 就可算出磁场B 的大小，这就是霍耳效应测磁场的原理。
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2、霍尔元件工作（控制）电流 输出：前面板左侧
三位半数码管显示输出电流值 （mA）
输出直流恒流可调1.50——10.00mA（用调节旋纽调节）
注意：只有在接通负载时，恒流源才能输出电流，数显表上才有相应显示。
以上两组恒流源只能在规定的负载范围内恒流，与之配套的“实验仪”上的负载符合要求。若要作他用须注意。
应当注意，当磁感应强度B和元件平面法线成一角度时（如图2），作用在元件上的有效磁场是其法线方向上的分量 ，此时
(9)
所以一般在使用时应调整元件两平面方位，使 达到最大，即θ=0， =
由式（9）可知，当控制（工作）电流 或磁感应强度B，两者之一改变方向时，霍尔电压 的方向随之改变；若两者方向同时改变，则霍尔电压 极性不变。
霍尔元件测量磁场的基本电路如图3，将霍尔元件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度B垂直，在其控制端输入恒定的工作电流 ，霍尔元件的霍尔电压输出端接毫伏表，测量霍尔电势 的值。
[实验仪器简介]
本套仪器由ZKY-HS霍尔效应实验仪和ZKY-HC霍尔效应测试仪两大部分组成。
一、ZKY-HS霍尔效应实验仪
在磁场、磁路等磁现象的研究和应用中，霍尔效应及其元件是不可缺少的，利用它观测磁场直观、干扰小、灵敏度高、效果明显。
[实验目的]
1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.
2、测绘霍尔元件的 ， 曲线了解霍尔电势差 与霍尔元件控制（工作）电流 、励磁电流 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。
的作用。随着电荷积累量的增加， 增大，当两力大小相等（方向相反）时， =- ，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 ，相应的电势差称为霍尔电压 。
设电子按均一速度 向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛伦兹力为 =-e B
式中e为电子电量， 为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
[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。
霍尔元件灵敏度 （mV/mA·T）、霍尔元件不等位电势V。每台实验仪面板上用标牌标示。
3、三个双刀双掷闸刀开关分别对励磁电流 ，工作（控制）电流 、霍尔电势 进行通断和换向控制。
二、ZKY-HCቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ尔效应测试仪
仪器背部为220V交流电源插座及保险丝。
仪器面板分为三大部分
1、励磁电流 输出：前面板右侧
三位半数码管显示输出电流值 （mA）
若需测量霍尔元件中载流子迁移率μ,则有
(7)
将(2)式、(5)式、(7)式联立求得
（8）
其中VI为垂直于IS方向的霍尔元件两侧面之间的电势差，EI为由VI产生的电场强度，L、l分别为霍尔元件长度和宽度。
由于金属的电子浓度n很高，所以它的 或 都不大，因此不适宜作霍尔元件。此外元件厚度d愈薄， 愈高，所以制作时，往往采用减少d的办法来增加灵敏度，但不能认为d愈薄愈好，因为此时元件的输入和输出电阻将会增加，这对锗元件是不希望的。
本实验仪由电磁铁、二维移动标尺、三个换向闸刀开关、霍尔元件及引线组成。
1、C型电磁铁
电磁铁线包绕向见下图。
2、二维移动标尺及霍尔元件
水平标尺0—50mm纵向标尺0—30mm
霍尔元件材料:N型砷化镓
长度L: 300 宽度l:100 厚度d: 2
霍尔片上有4只引脚，其中编号为1、2的两只为霍尔工作电流端，编号为3、4的两只为霍尔电压输出端，同时将这4只引脚焊接在玻璃丝布板上，然后引到仪器换向闸刀开关上，能方便地进行实验（具体位置关系见图示）。
霍尔效应实验
霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机构时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非电量检测、电动控制、电磁测量和计算装置方面。在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。近年来，霍尔效应实验不断有新发现。1980年原西德物理学家冯·克利青（K.Von Klitzing）研究二维电子气系统的输运特性，在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之一。目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，并取得了重要应用，例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。
（4）
式中 为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即 单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用N型半导体材料。
当霍尔元件的材料和厚度确定时，设 （5）
将式（5）代入式（3）中得 （6）
式中 称为元件的灵敏度，它表示霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下的霍尔电势大小，其单位是[ ]，一般要求 愈大愈好。
同时，电场作用于电子的力为
式中 为霍尔电场强度， 为霍尔电压， 为霍尔元件宽度
当达到动态平衡时， （1）
设霍尔元件宽度为 ，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为
（2）
由（1），（2）两式可得 （3）
即霍尔电压 （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 称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导率σ=neμ的关系，还可以得到：
如右图（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 （称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流 相反的X负向运动。
由于洛伦兹力 的作用，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