霍爾法測磁場實驗報告

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1、為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃霍爾法測磁場實驗報告　　實驗名稱：利用霍耳效應測磁場　　實驗目的：　　a．了解產(chǎn)生霍耳效應的物理過程；　　b．學習用霍爾器件測量長直螺線管的軸向磁場分布；　　c．學習用“對稱測量法”消除負效應的影響，測量試樣的VH?IS和VH?IM曲線；d．確定試樣的導電類型、載流子濃度以及遷移率?！　嶒瀮x器：　　TH－H型霍爾效應實驗組合儀等?！　嶒炘砗头椒ǎ骸　?.用霍爾器件測量磁場的工作原理　　如下圖所示，一塊切成矩形的半導體薄片長為l、寬為b、厚為d，置于磁場中。磁場B垂直于薄片平面

2、。若沿著薄片長的方向有電流I通過，則在側(cè)面A和B間產(chǎn)生電位差VH?VA?VB。此電位差稱為霍爾電壓。目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃　　半導體片中的電子都處于一定的能帶之中，但能參與導電的只是導帶中的電子和價帶中的空穴，它們被稱為載流子。對于N型半導體片來說，多數(shù)載流子為電子；在P型半導體中，多數(shù)載流子被稱為空穴。再研究半導體的特性時，有事可以忽略少數(shù)載流子的影響?；魻栃怯蛇\動電荷在磁

3、場中收到洛侖茲力的作用而產(chǎn)生的。以N型半導體構(gòu)成的霍爾元件為例，多數(shù)載流子為電子，設電子的運動速度為v，則它在磁場中收到的磁場力即洛侖茲力為　　Fm??ev?B　　F的方向垂直于v和B構(gòu)成的平面，并遵守右手螺旋法則，上式表明洛侖茲力F的方向與電荷的正負有關?！　∽杂呻娮釉诖艌鲎饔孟掳l(fā)生定向便宜，薄片兩側(cè)面分別出現(xiàn)了正負電荷的積聚，以兩個　　側(cè)面有了電位差。同時，由于兩側(cè)面之間的電位差的存在，由此而產(chǎn)生靜電場，若其電場強度為Ex，則電子又受到一個靜電力作用，其大小為　　FE?eEx　　電子所受的靜電力與洛侖茲力相反。當兩個力的大小相等時，達到一種平衡即霍爾電勢不再變化，電子也不再偏轉(zhuǎn)，此時，　

4、　Ex?BV　　兩個側(cè)面的電位差　　VH?Exb　　由I?nevbd及以上兩式得　　VH?[1/(ned)]IB　　其中：n為單位體積內(nèi)的電子數(shù)；e為電子電量；d為薄片厚度。目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃　　令霍爾器件靈敏度系數(shù)　　則VH?ISVH?KHIB　　若常數(shù)KH已知，并測定了霍爾電動勢VH和電流I就可由上式求出磁感應強度B的大小。上式是在理想情況下得到的，實際測量半導體薄片良策

5、得到的不只是VH，還包括電熱現(xiàn)象和溫差電現(xiàn)象而產(chǎn)生的附加電勢。另外，由于霍爾元件材料本身不均勻，霍爾電極位置不對稱，即使不存在磁場的情況下，當有電流I通過霍爾片時，P、Q兩極也會處在不同的等位面上。因此霍爾元件存在著由于P、Q電位不相等而附加的電勢，稱之為不等電位差或零位誤差。而這種不等電位差與其他附加電勢相比較為突出?！　?．霍爾元件的有關參數(shù)　　遷移率?　　在低電場下載流子的平均漂移速度v與電場強度E成正比，比例常數(shù)定義為載流子的漂移率，簡稱遷移率，以?表示：　　v??E　　在一般情況下，由電場作用產(chǎn)生的載流子的定向漂移運動形成的電流密度J與電場強度E成正比，比例常數(shù)定義為電阻率?，電阻

6、率的倒數(shù)稱為電導率??！　??J　　電導率與載流子的濃度以及遷移率之間有如下關系：目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃　　??ne?　　即??KH?d，測出?值即可求?。　　由KH的符號判斷樣品的導電類型　　判別方法是按霍爾工作原理圖所示的I與B的方向，若測得VH?0，則KH為負，樣品屬于N型，反之則為P型?！　∮蒏H求載流子的濃度n'　　n?1/(KHed)。應該之處，這個關系是假設所有在

7、載流子都具有相同的漂移速度得到的。嚴格一點，考慮到載流子的速度統(tǒng)計分布，需引入3?/8的修正因子。　　3．長直螺線管　　繞在圓柱面上的螺線形線圈叫做螺線管.根據(jù)畢奧－沙伐爾定律　　實驗裝置簡介：　　TH－H型霍爾效應實驗組合儀由實驗儀和測試儀兩大部分組成?！　嶒灲M合儀如下圖所示?！　?.電磁鐵　　規(guī)格為?/A，磁鐵線包的引線有星標者為頭，線包繞向為順時針，根據(jù)線包繞向及勵磁電流IM流向，可確定磁感應強度B的