霍爾效應(yīng)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、、、名稱：霍爾效應(yīng)的應(yīng)用名稱：霍爾效應(yīng)的應(yīng)用、、目的：目的：1霍爾效應(yīng)原理及霍爾元件有關(guān)參數(shù)的含義和作用2測(cè)繪霍爾元件的VH—Is，VH—IM曲線，了解霍爾電勢(shì)差VH與霍爾元件工作電流Is，磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度B及勵(lì)磁電流IM之間的關(guān)系。3學(xué)習(xí)利用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B及磁場(chǎng)分布。4學(xué)習(xí)用“對(duì)稱交換測(cè)量法”消除負(fù)效應(yīng)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。、、器材：器材：1、實(shí)驗(yàn)儀：（1）電磁鐵。（2）樣品和樣品架。（3）Is和IM換向開關(guān)及VH、V切換開關(guān)。2、測(cè)試

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

3、21VVVVVH????通過(guò)對(duì)稱測(cè)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(qiáng)度I與u的關(guān)系為：……(5)，則可得到……(6)，令，則……bdnquI?dIBnqVBB1??nqR1?dIBRVBB??(7)，R稱為霍爾系數(shù)，它體現(xiàn)了材料的霍爾效應(yīng)大小。根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的元件稱為霍爾元件。在應(yīng)用中，(6)常以如下形式出現(xiàn)：……(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(cè)出霍爾電壓VBB’，即可算出磁場(chǎng)B的大??；并且若知載流子類型(n型半導(dǎo)體多數(shù)載流子為電子，P型半導(dǎo)體多數(shù)載流子為空穴)則由VBB’的正負(fù)可測(cè)出磁場(chǎng)方向，反之，若已知磁場(chǎng)方向，則可判斷載流子類型。由于霍爾效應(yīng)建立所需時(shí)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(shí)，得到的霍爾電壓也是交變的，I和VBB’應(yīng)理解為有效值。、、步驟：步驟：1、測(cè)量霍耳電壓與工作電流的關(guān)系。HVSI①

5、對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行調(diào)零。將測(cè)試儀的“調(diào)節(jié)”和“調(diào)節(jié)”旋鈕均置零位，SIMI待開機(jī)數(shù)分鐘后若顯示不為零，可通過(guò)面板左下方小孔的“調(diào)零”電HV位器實(shí)現(xiàn)調(diào)零，即“0.00”。②測(cè)繪曲線。將實(shí)驗(yàn)儀的“，”切換開關(guān)投向側(cè)，測(cè)試儀HVSIHVV?HV的“功能切換”置，保持值不變（取=），繪制曲線。HVMIMI0.6AHVSI2、測(cè)量霍耳電壓與工作電流的關(guān)系。HVMI實(shí)驗(yàn)儀與測(cè)試儀各開關(guān)位置同上。保持半導(dǎo)體的電流不變（取=SISI），繪制曲線。300mAH