霍尔效应实验报告参考 图文.doc

霍尔效应实验报告参考_图文: .
霍尔效应实验报告参考 _图文
霍尔效应实验报告参考 _图文 一．实验目的
1. 了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。
2. 测量霍尔元件的曲线 ,了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、 直螺线管的励磁电流之间的系。
3. 学习用对称测量法消除副效应的影响 ,测量试样的和曲线。
4. 确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
二．实验仪器设备
TH-H 型霍尔实验组合仪由试验仪和测试仪组成
1. 实验仪 : 本实验仪由电磁铁、二维移动标尺、三个换向闸刀开关、霍尔元件组成。 C 型
电磁铁 ,给它通以电流产生磁场。二维移动标尺及霍尔元件 ;霍尔元件是由 N 型半导体材料
制成的 ,将其固定在二维移动标尺上 ,将霍尔元件放入磁铁的缝隙之中 ,使霍尔元件垂直放置
在磁场之中 ,在霍尔元件上通以电流 ,如果这个电流是垂直于磁场方向的话 , 则在垂直于电流
和磁场方向上导体两侧会产生一个电势差。三个双刀双掷闸刀开关分别对励磁电流 ,工作电
流霍尔电压进行通断和换向控制。 右边闸刀控制励磁电流的通断换向。 左边闸刀开关控制工 作电流的通断换向。中间闸刀固定不变即指向一侧。
2. 测试仪
测试仪有两组独立的恒流源 ，即 输出”为0〜10mA给霍尔元件提供工作电流的电流源 ，输
出”为0〜1A为电磁铁提供电流的励磁电流源。两组电流源相互独立。两路输出电流大小均 连续可调 ，其值可通过 “测量选择 ”键由同一数字电流表进行测量 ，向里按 “测量选 择”测，放出
键来测。电流源上有 Is 调节旋钮和 Im 调节旋钮。
直流数字电压表用于测量霍尔电压 ，本实验只读霍尔电压、 所以将中间闸刀开关拨向上面即
可。当显示屏上的数字前出现 “—”号时 ，表示被测电压极性为负值。
一．实验的基本构思和原理 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
负电荷的聚集 ，从而形成附加的横向电场 ，即霍尔电场。 然而在产生霍尔效应的同时 ，因伴着多
种副效应 ，以致实验测得的两极之间的电压并不等于真的值 ，而是包含着各种副效应引起的附 加电压 ，因此必须设法消除。根据副效应产生的机理可知 ，采用电流和磁场换向的所谓对称测
量法 ，基本上能够把副效应的影响从测量的结果中消除。具体做法是和大小不变 ，并在设定电
流 和磁场的 正反方向 后 ，依 次测量由 下列四组 不同 方向的和 组合的两 点之 间的电 压
V1,V2,V,.V4,即
+Is，+B，V1
+Is,--B,V2
--Is,--B,V3
--Is,+B,V4,
然后求上述四组数据 V1,V2,V3,V4 的代数平均值 ,可得
Vh=(V1 —V2+V3 —V4)/4
通过对称测量法求得的 Vh, 虽然还存在个别无法消除的副效应 ,但其引入的误差甚小 ,可以 不计。
四．实验基本步骤
(1) 按连接测试仪和实验仪之间相应的 I s、V s和I m各组连线，1 s及Im换向开关投向