09实验6、8、9、10、11

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1、实验6：电桥法测中、低值电阻（箱式电桥）一、实验目的1．了解测量低电阻时接线电阻和接触电阻的影响及避免方法；2．掌握用箱式单臂电桥测量电阻的原理和方法；3．学习用双臂电桥测量低电阻的原理和方法。二、实验器材（型号、规格、件数）1、DHQJ-5教学多功能电桥1个，2．QJ23a型单臂电桥2．QJ44型直流电桥待测电阻器1个，铜线2根，导线2根。三、实验原理（包括电路图参见教材）四、实验内容1．用单臂电桥测电阻2．用双臂电桥测电阻五、实验记录：实验条件、数据、图型等六、实验数据处理、图表、分析、结论注意：1．电桥工作电压是和所测电阻值大小相匹配的，目的在保护较高测量

2、精度下，扩大量程范围，要求测试时注意选择合适的工作电压。1.5V电压，单臂电桥也可使用，双臂电桥只能使用1.5V电压，选择其它工作电压反而会大大降低双臂电桥的测试灵敏度。2．为减少被测电阻热效应，影响测试精度，要求工作电源开关B，随测随开，测完关断。3．尽量避免R1，R2，R3阻值同时过低使用。4．仪器使用完毕，应该关断电源，避免意外事故发生。实验8：霍耳效应及应用（参考内容2.）一、实验目的：1．了解霍耳效应实验原理2．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量实验试样（霍尔元件）的VH—Is曲线、VH—IM曲线。3．确定试样（霍尔元件）的导电类型（N型或P型

3、）。二、实验器材（型号、规格、件数）霍耳效应实验仪（HLD—HL--IV型）1台、霍耳效应测试仪（HLD—HL--IV型）1台专用测试线6根[仪器简介]仪器外观图图二实验仪电路连接图三、实验原理将一导电体（金属或半导体）薄片放在磁场中，并使薄片平面垂直于磁场方向。当薄片纵向端面有电流I流过时，在与电流I和磁场B垂直的薄片横向端面AA’间就会产生一电势差，这种现象称为霍耳效应（Halleffect），所产生的电势差叫做霍耳电势差或霍耳电压，用VH表示。霍耳效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力f洛作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料

4、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集累，从而形成附加的横向电场，即霍耳电场EH。对实验所用试样（霍尔元件），在X方向通以电流Is，在Z方向加磁场B，则在Y方向有霍耳电场EH。当试样中载流子所受的横向电场力eEH与洛仑兹力evB相等时，样品两侧电荷积累达到平衡，因此有：f洛=F横向电场力evB=eEH(1)若霍尔元件几何参数如图已知，且n为载流子浓度，v为载流子在电流方向上的平均漂移速度。有Is=nevbd(2)由（1）（2）两式可得：VH=EHb=IsB/ned则VH=RH（IsB/d）(3)Is—X方向电流YIM-----IM励磁电流（B磁场

5、Z方向）RH=1/ne----霍尔系数XVH---霍尔电压Z由(3)式知：在外磁场不太强时，霍耳电压与工作电流和磁感应强度成正比，与薄片厚度成反比。VHµIs；VHµIM（B）；VHµ1/d四．实验内容1、测绘试样（霍尔元件）VH—Is曲线2、测绘试样（霍尔元件）VH—IM曲线3、确定试样（霍尔元件）的导电类型（N型或P型）。五、实验记录与数据处理1．实验准备：1）记录励磁线圈相关参数:2）测试仪开机前检查Is，IM调节旋纽是否逆时针旋到底，使其输出电流趋于最小状态，确定后再开机。3）按图二所示电路连接图连接好实验电路。注意输出电流与输入电流的正负极性（红线接正

6、极、黑线结负极）。提醒：本实验的器件很容易损坏,有以下几点需要特别注意：1）接好线路需要老师检查后方可通电，这主要是为了避免将测试仪的励磁电源“IM输出”误接到实验仪的“Is输入”或“VH输出”处，否则一通电，霍尔器件即被破坏！2）电路开、关、或功能切换时，一定要将Is、IM旋钮逆时针旋转到底，也就是把它们的输出调为零，这主要是为了避免电压或者电流的突变对仪器、件造成破坏。3）霍尔片性脆易碎，电极甚细易断，实验中严禁触摸探头。4）关机前应再次将IS、IM调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输出电流趋于0后，方可切断电源。2．实验记录与数据处理1）测绘VH—Is曲线将实

7、验仪的三组开关均向上，即在X方向通以电流Is，在Z方向加磁场B，毫伏表电压为VCD=VH，调节IM=0.6A，保持其值不变，调节Is并记录相应的VH数据，将VH、Is数据，记于表1中。（表中箭头代表实验仪Is，IM双向开关向上或向下，VH是绝对值取平均）表1IM=0.6AIs：1.00—4.00mAIs(mA)v1(mV)v2(mV)v3(mV)v4(mV)VH=(v1+v2+v3+v4)/4(mV)+Is+B+Is-B-Is-B-Is+B1.001.502.002.503.004.00由表1数据（以电压为横轴，电流为纵轴）做实验曲线，即绘出图1（VH—Is曲线

8、）Is（mA）图1（VH