实验报告-霍尔效应的应用.pdf

实验报告-霍尔效应的应用.pdf大学物理实验报告
实验 3-13 霍尔效应的应用
一、实验目的：
1、了解霍尔效应原理以及有关霍尔器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，测量试样的VH - IS 和VH - IM 曲线。
3、确定试样的导电类型、载流子浓度及迁移率。
二、实验器材：TH-H 型霍尔效应实验组合仪(由实验仪和测试仪两大部分组成）
1、实验仪：电磁铁、样品与样品架I 和I 换向开关及V 、V 切换开关
S M H 
2、测试仪：两组恒流源、直流数字电压表
三、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。由于带电粒
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。

（a） （b）
对于图中（a）所示的 N 型半导体试样，若在 X 方向通以电流，在 Z 方向加磁场，试样
中载流子（电子）将受洛伦兹力 =F 则在g e Yv 方向即试样B A、A´电极两侧就开始聚积异号
电荷而产生相应的附加电场——霍尔电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对 N 型试样，
霍尔电场逆 Y 方向；P 型试样则沿 Y 方向。其一般关系可表示为
EH (Y )  0, N型
I S (X ), B(Z)
EH (Y )  0, P型
显然，该霍尔电场阻止载流子继续向侧面漂移。当载流子所受的横向电场力eE 与洛伦兹H
力evB 相等时，样品两侧电荷的累积就达到平衡，此时有
eEH  evB （1）
其中eE 为霍尔电场，H 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。v
设试样的宽度为 b，厚度为 d，载流子浓度为 n，则
I S  nevbd （2）
由（1）、（2）得
1 I B I B
V  E b  S  R S （4）