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实验七．霍尔效应
实验概述
实验目的及要求

测绘霍尔元件的V—I，V—Ｉ曲线，了解霍尔电势差V与．霍尔元件工作电流Ｉ,磁感应强度B及励磁电流I之间的关系
学习利用霍尔效应测量磁感应强度Ｂ及磁场分布
仪器及用具
DH４５１２系列霍尔效应试验仪
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伦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,如图所示,磁场Ｂ位于z的正向，与之垂直的半导体薄皮上沿X正向通以电流Ｉ（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I相反的X负向运动。
由于洛仑兹力ｆ作用,电子即向图中线箭头所指的位于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的作用。随着电荷积累的增加，f
增大，当两力大小相等(方向相反)时,f＝ —f,则电子积累使达到动态平衡。这时在Ａ,B两端面之间建立的电场称为霍尔电场Ｅ,相应的电势差称为霍尔电势Ｖ。
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，所受洛仑兹力为：f=—eB
式中：e为电子常量,为电子漂移平均速度,B为磁场应强度，同时，电场作用于电子的力为f=-e E＝－e V/L
式中：E为霍尔电场强度,V。为霍尔电势,Ｌ为霍尔元件宽度
当达到动态平衡时；
ｆ＝　-f 　 = Ｖ/L 　 　 　 （1）
设霍尔元件宽度L,厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的工作电流为
I＝Rnｅd 　 　　 　 　 　 　 (2）
由（1）（2）两式可得
Ｖ=　EL=IＢ/neｄ=RIＢ/d 　　（3）
即霍尔电压V（)与I。B的乘积成正比,与霍尔元件的厚度成反比,比例系数Ｒ=1/ne(称为霍尔系数，它是反应材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导率=nｅu的关系,还可以看到； Ｒ＝u/=ｕp或u=R/ （4）
式中：ｕ为载流子的迁移，即单位电场下载流子的运动速度,一般电子的迁移大于空穴迁移,因此制作霍尔元件时大多采用Ｎ型半导体材料。
实验内容
实验方案设计(测量及调节方法)
一。研究霍尔效应及霍尔元件特性
1．研究Ｖ与励磁电流Ｉ和工作电流I之间的关系，记录相关数据

1．测量通电圆线圈中心的磁感应强度B,记录相关数据
2.　测量通电圆线圈中的磁感应强度Ｂ的分布
三．整理数据，分析讨论实验结果
实验过程（应包括主要实验步骤。)
I值调到最小
2．接法：将测试仪I I．Ｉ分别与实验仪面板上的I输入,V输入，I输入相连，红色对红色，黑色对黑色
３。霍尔效应测磁场：(1）将霍尔片在竖直方向调到靠近线圈中央的位置(2)固定I=3．０0mA ，Ｉ＝0。500A（3)－5０。0mm每隔１0mm记一次数（游标上的O值对齐标尺上的某一刻度即为水平位置的读书),其中Ｖ为+ I＋ Ｉ,Ｖ为- I+　I，V为—　Ｉ－ I