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霍尔效应实验报告(同名10230)
【摘要】随着电子技术的发展，霍尔效应不单是测定半导体材料电学参数的主要手段，利用霍尔效应制成的霍尔器件凭借其结构简单、频率响应宽（高达10GHz）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛应用于非电量测量
霍尔效应实验报告(同名10230)
【摘要】随着电子技术的发展，霍尔效应不单是测定半导体材料电学参数的主要手段，利用霍尔效应制成的霍尔器件凭借其结构简单、频率响应宽（高达10GHz）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛应用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面，随着半导体物理学的迅速发展，霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一，通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。本文重点对霍尔电压（VH）与工作电流（IS）、霍尔电压（VH）与磁场的关系进行实验探索，进一步深入了解霍尔效应的机理。 
　　【关键词】霍尔器件;霍尔电压;霍尔效应;实验探究 
　　一、测量磁场的霍尔效应法的基本原理 
　　霍尔效应是指运动的电荷在磁场中受力的一种效应。通以电流的半导体试样置于磁场中，如果电流方向与磁场方向垂直，即在X方向通以电流IS，在Z方向加磁场B，则在Y方向就开始聚集异号电荷。 
　　当电场与磁场对电流的作用达到平衡时，两极板间由于电荷的聚集就具有电位差VH，此过程在极短暂的时间内（10-13-10-11s）就可完成。此现象是霍尔于1879年发现的，故称为霍尔效应。（VH为霍尔电压） 
　　霍尔效应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集，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。若在X方向通以电流IS，在Z方向加磁场B，那么
电流和磁场正、反方向后，分别测量由四组不同方向的IS和B的组合的测量电压。 
　　IS和B方向均为正向时： 
　　V1=VH+V0+VN+VRL+VE 
　　IS为正向，B反向时： 
　　V2=-VH+V0-VN-VRL-VE 
　　IS和B均为反向时： 
　　V3=-VH-V0+VN+VRL-VE 
　　IS为反向，B正向时： 
　　V4=-VH-V0+VN+VRL-VE 
　　求以上四组数据的代数平均值，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，但其引入的误差很小，可以忽略不计。 
　　三、实验研究内容 
　　本次对霍尔效应特性的定性及定量研究，主要针对IS变化时通过霍尔片的电流与霍尔电压VH的变化关系以及电磁铁励磁电流IM与霍尔电压VH间的关系，通过前面论述我们可以知道电磁铁的励磁电流IM与其磁场成正比，因此实质上就是研究磁场B与霍尔电压VH的关系。 
　　本次试验采用的是TH-H型霍尔效应实验组合仪进行试验，该实验仪由实验仪和测试仪两大部分组成，实验仪包括霍尔效应样品片、电磁铁及线路连接换向开关，测试仪包括霍尔样品片工作恒流源IS及电磁
铁励磁电流恒流源IM以及直流数字电流表和直流数字电压表。在实验中通过有规律性改变IS、IM值来获得实验数据，并依据数据进行分析处理探寻VH和IS、I