霍爾效應的應用實驗報告

1、、、名稱：霍爾效應的應用名稱：霍爾效應的應用、、目的：目的：1霍爾效應原理及霍爾元件有關參數的含義和作用2測繪霍爾元件的VH—Is，VH—IM曲線，了解霍爾電勢差VH與霍爾元件工作電流Is，磁場應強度B及勵磁電流IM之間的關系。3學習利用霍爾效應測量磁感應強度B及磁場分布。4學習用“對稱交換測量法”消除負效應產生的系統(tǒng)誤差。、、器材：器材：1、實驗儀：（1）電磁鐵。（2）樣品和樣品架。（3）Is和IM換向開關及VH、V切換開關。2、測試

2、儀：（1）兩組恒流源。（2）直流數字電壓表。、、原理：原理：霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起的偏轉。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直電流和磁場方向上產生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場，即霍爾電場。如圖151所示的半導體試樣，若在X方向通以電流，在Z方向加磁場HESI，則在Y方向即試樣AA電極兩側就開始聚集異號電荷而產生相應的附加電B然后求它們的代數平均值，可得：443

3、21VVVVVH????通過對稱測量法求得的VH誤差很小。另一方面，射載流子濃度為n薄片厚度為d則電流強度I與u的關系為：……(5)，則可得到……(6)，令，則……bdnquI?dIBnqVBB1??nqR1?dIBRVBB??(7)，R稱為霍爾系數，它體現了材料的霍爾效應大小。根據霍爾效應制作的元件稱為霍爾元件。在應用中，(6)常以如下形式出現：……(8)，式中稱IBKVHBB??nqddRKH1??為霍爾元件靈敏度，I稱為控制電流。

4、可見，若I、KH已知，只要測出霍爾電壓VBB’，即可算出磁場B的大?。徊⑶胰糁d流子類型(n型半導體多數載流子為電子，P型半導體多數載流子為空穴)則由VBB’的正負可測出磁場方向，反之，若已知磁場方向，則可判斷載流子類型。由于霍爾效應建立所需時間很短(1012~1014s)因此霍爾元件使用交流電或者直流電都可。指示交流電時，得到的霍爾電壓也是交變的，I和VBB’應理解為有效值。、、步驟：步驟：1、測量霍耳電壓與工作電流的關系。HVSI①

5、對測試儀進行調零。將測試儀的“調節(jié)”和“調節(jié)”旋鈕均置零位，SIMI待開機數分鐘后若顯示不為零，可通過面板左下方小孔的“調零”電HV位器實現調零，即“0.00”。②測繪曲線。將實驗儀的“，”切換開關投向側，測試儀HVSIHVV?HV的“功能切換”置，保持值不變（取=），繪制曲線。HVMIMI0.6AHVSI2、測量霍耳電壓與工作電流的關系。HVMI實驗儀與測試儀各開關位置同上。保持半導體的電流不變（取=SISI），繪制曲線。300mAH