物理实验报告3利用霍尔效应测磁场.docx

物理实验报告3利用霍尔效应测磁场
物理实验报告3利用霍尔效应测磁场
物理实验报告3利用霍尔效应测磁场
物理实验报告3-利用霍尔效应测磁场
实验名称：利用霍耳效应测磁场
实验目的强度B
0Idl
3
r和磁场的迭加原理，可求得通
4
r
有电流的长直螺线管轴线上某点的磁感应强度为
1
B20nI(cos1
cos2)
当螺线管半径远小于其长度时，螺线管可看
作无限长的，对于管的中部，则上式中
10，2
，
则得B0nI。
若在螺线管的一端，则
B
1
0nI
2
式中：04107N/A2；n为螺线管单位长度的匝数；I的单位为安培，则磁感应强度B的单位为T（特斯拉，即N·(A·m)1）。
实验装置简介：
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。
实验组合仪如下图所示。
电磁铁
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，磁铁线包的引线有星标者为头（见实验仪上图示），线包绕向为顺时针（操作者面对实验仪），根据线包绕向及励磁电流IM流向，可确定磁感应强度B的方向，而B的大小与IM的关系由生产厂家给定并表明在线包上。
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2. 长直螺线管
长度L 28cm，单位长度的线圈匝数
标注在实验仪上。

N（匝

/

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米）
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样品和样品架
样品材料为N型半导体硅单晶片，样品的几何尺寸如下图所示.
样品共有三对电极，其中A，A'或C，C'用于测量霍尔电压，A，C或A'，C'用于测量电导；D，E
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为样品工作电流电极。各电极与双刀转接开关的接线见实验仪上图示说明。
样品架具有X，Y调节功能及读数装置，样品放置的方位（操作者面对实验仪）如下图所示。
4. Is和IM换向开关VH和V测量选择开关
测试仪如下图所示。
（1）两组恒流源
“Is输出”为0～10mA样品工作电流源，“IM输出”为0～1A励磁电流源。两组电流彼此独立，两路输出电流大小通过Is调节旋钮及IM调节旋钮进行调节，二者均连续可调。其值可通过“测量选择”按键由同一数字电流表进行测量，按键测
IM ，放键测Is。
（2）直流数字电压表
VH和V通过切换开关由同一数字电压表进行测
量，电压表零位可通过调零电位器进行调整。当
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显示器的数字前出现“－”号时，表示被测电压极性为负值。
实验内容和步骤：
测量试样的VHIS和VHIM曲线及确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
a．将实验仪的“VHV输出”双刀开关倒向VH，测试仪的“功能切换”置VH，保持IM值不变（取IM＝），测绘VHIS曲线，记入附表一中；
b．保持Is值不变（取Is＝），测绘VHIM曲线，记入附表二中；
c．再将“VHV输出“倒向V，“功能切换”置V。在零磁场下（IM＝0），取Is=，测量VAC（即V）。注意：，以免V过大，毫伏表超量程（此时首位数码显示1，后3位数码熄灭）。
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c．确定样品的导电类型，并求 RH，n, 和。
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i）

RH
VHd
105
ISB
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