霍尔效应及其应用
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大学物理实验
实验九 霍wenku.baidu.com效应及应用
物理教研室
主要内容
实验简介 设计思路 基本要求
返回目录页
预备知识
操作指南
实验简介
霍尔效应是一种磁电效应，是美国研究生霍尔1879 年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件， 它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、输出电压变化 大和使用寿命长等优点，因此，在检测、自动化、信息 处理等领域得到广泛的应用。
3. 测量UH ～Im关系（保持Is＝3.00mA）; 4. 测量Uσ值; 5. 确定样品的导电类型。
注意事项
1.Is, Im的正确调零； 2.Is, Im的正确组合切换；
3.读数应以小数点的正确位置；
4.采取开关切换次数最少的测法；
5.B=K .Im ,K为常数，记录在线圈上。
基本要求
• 数据记录 • 思考与作业
VH RH
d
式中RH为霍尔系数，它与载流子浓度n和载流子电 量q的关系： 1
RH
nq
若令霍尔灵敏度KH=RH/d，则
U H K H IB
霍尔元件中的附加效应
在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效 应的产生，在霍尔元件上测得的电压是各种附加 电压叠加的结果。 附加电压
1.不等势电压Uo
（不等势效应 ）＝Is . R
霍尔元件中的附加效应
2.温差电效应引起的附加电压UE （厄廷好森效应） 3.热磁效应直接引起的附加电压UN （能斯特效应） 4. 热磁效应产生温差引起的附加电压UR（里纪－
勒杜克效应 ）
消除附加电压
为了减小附加效应对测量霍耳电压UH的影响， 我们采用对称测量法，即将I和B正反两个方向 组合出四种情况： U1(+I, +B) 、U2(+I ,-B)、 U3(-I ,-B) 和U4(I ,B) 霍尔电压的测量结果为：
1 U H (U1 U 2 U 3 U 4 ) 4
操作指南
• 实验装置 • 操作要点
霍尔元 件 KH值
实验装置
励磁线 圈
励磁电 路
工作电 路
测量电 路
操作要点
1. 按装置连接电路，然后对Is, I m调零，此时UH应 显示为零；
2. 测量UH ～Is关系（保持Im＝0.6A）;
思考与作业
1.根据测得的UH~Im与UH~Is的关系，绘 制UH~Im与UH~Is的关系; 2.用逐差法处理数据 ，求出UH/Is以及 UH/ Im ,从而求得RH ，并正确表示结果； 3.根据求得的RH,计算样品的载流子浓度， 电导率以及迁移率。
通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物 理原理应用到测量技术中的基本过程。
预备知识
•霍尔效应 •霍尔元件中的附加效应
霍尔效应
当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁 场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现 象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔电 压）。
霍尔效应
霍尔电压UH与电流I和磁感应强度B及元件的厚 度d的关系： IB
实验九 霍wenku.baidu.com效应及应用
物理教研室
主要内容
实验简介 设计思路 基本要求
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预备知识
操作指南
实验简介
霍尔效应是一种磁电效应，是美国研究生霍尔1879 年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件， 它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、输出电压变化 大和使用寿命长等优点，因此，在检测、自动化、信息 处理等领域得到广泛的应用。
3. 测量UH ～Im关系（保持Is＝3.00mA）; 4. 测量Uσ值; 5. 确定样品的导电类型。
注意事项
1.Is, Im的正确调零； 2.Is, Im的正确组合切换；
3.读数应以小数点的正确位置；
4.采取开关切换次数最少的测法；
5.B=K .Im ,K为常数，记录在线圈上。
基本要求
• 数据记录 • 思考与作业
VH RH
d
式中RH为霍尔系数，它与载流子浓度n和载流子电 量q的关系： 1
RH
nq
若令霍尔灵敏度KH=RH/d，则
U H K H IB
霍尔元件中的附加效应
在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效 应的产生，在霍尔元件上测得的电压是各种附加 电压叠加的结果。 附加电压
1.不等势电压Uo
（不等势效应 ）＝Is . R
霍尔元件中的附加效应
2.温差电效应引起的附加电压UE （厄廷好森效应） 3.热磁效应直接引起的附加电压UN （能斯特效应） 4. 热磁效应产生温差引起的附加电压UR（里纪－
勒杜克效应 ）
消除附加电压
为了减小附加效应对测量霍耳电压UH的影响， 我们采用对称测量法，即将I和B正反两个方向 组合出四种情况： U1(+I, +B) 、U2(+I ,-B)、 U3(-I ,-B) 和U4(I ,B) 霍尔电压的测量结果为：
1 U H (U1 U 2 U 3 U 4 ) 4
操作指南
• 实验装置 • 操作要点
霍尔元 件 KH值
实验装置
励磁线 圈
励磁电 路
工作电 路
测量电 路
操作要点
1. 按装置连接电路，然后对Is, I m调零，此时UH应 显示为零；
2. 测量UH ～Is关系（保持Im＝0.6A）;
思考与作业
1.根据测得的UH~Im与UH~Is的关系，绘 制UH~Im与UH~Is的关系; 2.用逐差法处理数据 ，求出UH/Is以及 UH/ Im ,从而求得RH ，并正确表示结果； 3.根据求得的RH,计算样品的载流子浓度， 电导率以及迁移率。
通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物 理原理应用到测量技术中的基本过程。
预备知识
•霍尔效应 •霍尔元件中的附加效应
霍尔效应
当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁 场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现 象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔电 压）。
霍尔效应
霍尔电压UH与电流I和磁感应强度B及元件的厚 度d的关系： IB