霍尔法测磁场实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划霍尔法测磁场实验报告　　实验名称：利用霍耳效应测磁场　　实验目的：　　a．了解产生霍耳效应的物理过程；　　b．学习用霍尔器件测量长直螺线管的轴向磁场分布；　　c．学习用“对称测量法”消除负效应的影响，测量试样的VH?IS和VH?IM曲线；d．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。　　实验仪器：　　TH－H型霍尔效应实验组合仪等。　　实验原理和方法：　　1.用霍尔器件测量磁场的工作原理　　如下图所示，一块切成矩形的半导体薄片长为l、宽为b、厚为d，置于磁场中。磁场B垂直于薄片平面

2、。若沿着薄片长的方向有电流I通过，则在侧面A和B间产生电位差VH?VA?VB。此电位差称为霍尔电压。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　半导体片中的电子都处于一定的能带之中，但能参与导电的只是导带中的电子和价带中的空穴，它们被称为载流子。对于N型半导体片来说，多数载流子为电子；在P型半导体中，多数载流子被称为空穴。再研究半导体的特性时，有事可以忽略少数载流子的影响。霍尔效应是由运动电荷在磁

3、场中收到洛仑兹力的作用而产生的。以N型半导体构成的霍尔元件为例，多数载流子为电子，设电子的运动速度为v，则它在磁场中收到的磁场力即洛仑兹力为　　Fm??ev?B　　F的方向垂直于v和B构成的平面，并遵守右手螺旋法则，上式表明洛仑兹力F的方向与电荷的正负有关。　　自由电子在磁场作用下发生定向便宜，薄片两侧面分别出现了正负电荷的积聚，以两个　　侧面有了电位差。同时，由于两侧面之间的电位差的存在，由此而产生静电场，若其电场强度为Ex，则电子又受到一个静电力作用，其大小为　　FE?eEx　　电子所受的静电力与洛仑兹力相反。当两个力的大小相等时，达到一种平衡即霍尔电势不再变化，电子也不再偏转，此时，　

4、　Ex?BV　　两个侧面的电位差　　VH?Exb　　由I?nevbd及以上两式得　　VH?[1/(ned)]IB　　其中：n为单位体积内的电子数；e为电子电量；d为薄片厚度。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　令霍尔器件灵敏度系数　　则VH?ISVH?KHIB　　若常数KH已知，并测定了霍尔电动势VH和电流I就可由上式求出磁感应强度B的大小。上式是在理想情况下得到的，实际测量半导体薄片良策

5、得到的不只是VH，还包括电热现象和温差电现象而产生的附加电势。另外，由于霍尔元件材料本身不均匀，霍尔电极位置不对称，即使不存在磁场的情况下，当有电流I通过霍尔片时，P、Q两极也会处在不同的等位面上。因此霍尔元件存在着由于P、Q电位不相等而附加的电势，称之为不等电位差或零位误差。而这种不等电位差与其他附加电势相比较为突出。　　2．霍尔元件的有关参数　　迁移率?　　在低电场下载流子的平均漂移速度v与电场强度E成正比，比例常数定义为载流子的漂移率，简称迁移率，以?表示：　　v??E　　在一般情况下，由电场作用产生的载流子的定向漂移运动形成的电流密度J与电场强度E成正比，比例常数定义为电阻率?，电阻

6、率的倒数称为电导率?。　　E??J　　电导率与载流子的浓度以及迁移率之间有如下关系：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　??ne?　　即??KH?d，测出?值即可求?。　　由KH的符号判断样品的导电类型　　判别方法是按霍尔工作原理图所示的I与B的方向，若测得VH?0，则KH为负，样品属于N型，反之则为P型。　　由KH求载流子的浓度n'　　n?1/(KHed)。应该之处，这个关系是假设所有在

7、载流子都具有相同的漂移速度得到的。严格一点，考虑到载流子的速度统计分布，需引入3?/8的修正因子。　　3．长直螺线管　　绕在圆柱面上的螺线形线圈叫做螺线管.根据毕奥－沙伐尔定律　　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。　　1.电磁铁　　规格为?/A，磁铁线包的引线有星标者为头，线包绕向为顺时针，根据线包绕向及励磁电流IM流向，可确定磁感应强度B的