利用霍爾元件測(cè)磁場(chǎng)

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1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)用霍爾元件測(cè)磁場(chǎng)深圳大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用霍爾元件測(cè)量長(zhǎng)直螺線管的軸向磁場(chǎng)分布了解產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的物理過程學(xué)習(xí)“對(duì)稱測(cè)量法”消除負(fù)效應(yīng)的影響，測(cè)量試樣的VH—IS和VH—IＭ曲線確定試樣的導(dǎo)電類型、載流子濃度以及遷移率二、實(shí)驗(yàn)原理OyzxBI1、霍爾電動(dòng)勢(shì)２、樣品的導(dǎo)電類型P型：空穴導(dǎo)電，在如圖條件下，Ｂ點(diǎn)高于ＡN型：電子導(dǎo)電，在如圖條件下，A點(diǎn)高于BＡＢv：霍爾電動(dòng)勢(shì)：霍爾器件的靈敏度:材料的霍爾系數(shù)二、實(shí)驗(yàn)原理４、霍爾元件的參數(shù)（1）遷移率電導(dǎo)率平均漂移速率等位面電壓端電流端３、附加電動(dòng)勢(shì)電熱（愛廷豪森效應(yīng)）溫差（能斯特效應(yīng)里紀(jì)勒杜克效應(yīng)）不

2、等電位差（零位誤差）對(duì)稱測(cè)量法消除副效應(yīng)通過改變磁場(chǎng)的方向或改變霍爾電流的方向，即分別測(cè)量四組不同方向的Is和B組合的VAA’，然后求平均+B，+IVAA’=V1:V1’+?V-B，+IVAA’=-V2:-V2’+?V+B，-IVAA’=-V4:-V4’+?V-B，-IVAA’=V3:V3’+?V二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理５、螺線管的磁場(chǎng)R三、實(shí)驗(yàn)儀器TH—型測(cè)試儀`S螺線管磁場(chǎng)H霍爾效應(yīng)VH、VO(mv)IS、IM(A)功能切換SHIS調(diào)節(jié)IM調(diào)節(jié)測(cè)量選擇ISIMVH、VO輸入IS輸出IM輸出杭州天科技術(shù)實(shí)業(yè)有限公司杭州天煌電器設(shè)備廠調(diào)零++--TH—H霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)

3、試儀三、實(shí)驗(yàn)儀器TH—H霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)組合儀Is換向IM換向VHIs輸入IM輸入電磁鐵樣品樣品架xy調(diào)節(jié)VH輸出實(shí)驗(yàn)連線圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟１、測(cè)量試樣的VH—IS和VH—IＭ曲線，確定樣品的導(dǎo)電類型、載流子濃度以及遷移率IS/mAV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVH=(V1-V2+V3-V4)/4/mV+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is1.001.502.002.503.003.504.00（1）實(shí)驗(yàn)儀雙刀開關(guān)倒向“VH”，測(cè)試儀功能選擇置于“VH”IM=0.5A,測(cè)繪VH—IS曲線．四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟2、保持IS的值不變（IS=3.00mA），

4、測(cè)繪曲線VH—IＭ載流子濃度以及遷移率IM/AV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVH=(V1-V2+V3-V4)/4/mV+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is0.3000.4000.5000.6000.7000.800注意記錄電磁鐵規(guī)格數(shù)值k，單位為高斯(Gs/A)或特斯拉(T/A,10kGs/A)，表示線圈通入1A電流產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值，勵(lì)磁電流IM決定磁場(chǎng)強(qiáng)度的大?。築=kIM四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟（3）實(shí)驗(yàn)儀雙刀開關(guān)倒向“VO”，測(cè)試儀功能選擇置于“Vo”在零磁場(chǎng)下，Is=0.2mA,測(cè)量Vo．（實(shí)驗(yàn)中不測(cè)這一項(xiàng)）（４）確定樣品的導(dǎo)電類型(不做)，并

5、求RH,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟x1x2xV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVHB+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is0.00.00.50.01.00.01.50.00.0注意紀(jì)錄線圈的霍爾靈敏度KH，單位mV/(mAkGS)儀器特色:折疊尺的應(yīng)用B=1000VH/(KHIS)２、測(cè)量螺線管軸線上磁場(chǎng)分布（IM=0.600A，IS=6.00mA)五、報(bào)告要求2、做IM—VH曲線3、做IS—VH曲線4、計(jì)算按國(guó)際單位計(jì)算5、作螺線管軸線上磁場(chǎng)分布曲線1、原始數(shù)據(jù)抄入正文,正確計(jì)算VH和B6、總結(jié)實(shí)驗(yàn)心得,寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論7、回答教材上的問題.（1）厄廷豪森（Et

6、inghausen）效應(yīng)引起的電勢(shì)差由于電子實(shí)際上并非以同一速度v沿X軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，速度大的電子回轉(zhuǎn)半徑大，能較快地到達(dá)接點(diǎn)3的側(cè)面，從而導(dǎo)致3側(cè)面較4側(cè)面集中較多能量高的電子，結(jié)果3、4側(cè)面出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)１２３４ＩＢ（２）能斯特（Nernst）效應(yīng)引起的電勢(shì)差焊點(diǎn)1、2間接觸電阻可能不同，通電發(fā)熱程度不同，故1、2兩點(diǎn)間溫度可能不同，于是引起熱擴(kuò)散電流。與霍爾效應(yīng)類似，該熱電流也會(huì)在3、4點(diǎn)間形成電勢(shì)差的方向僅與B的方向有關(guān)。七、閱讀材料（３）里紀(jì)——勒杜克（Righi—Leduc）效應(yīng)產(chǎn)生的電勢(shì)差在能斯特效應(yīng)的熱擴(kuò)散電流的載流子由于速度不同，一樣具有厄廷豪

7、森效應(yīng)，又會(huì)在3、4點(diǎn)間形成溫差電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)僅與B的方向有關(guān)，而與I的方向無關(guān)。（4）不等電勢(shì)效應(yīng)引起的電勢(shì)差由于制造上困難及材料的不均勻性，3、4兩點(diǎn)實(shí)際上不可能在同一條等勢(shì)線上。因此，即使未加磁場(chǎng)，當(dāng)I流過時(shí)，3、4兩點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差的正負(fù)只與電流方向I有關(guān)，而與B的方向無關(guān)。