霍耳效应测磁场课件

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1、霍耳效应测磁场一、实验目的1.了解霍尔电压产生的机制2.学会用霍尔元件测量磁场的基本方法二、实验仪器1.螺线管磁场测试仪2.长直螺线管磁场装置3.换向开关三、实验原理1.霍尔效应当在半导体元件1、2两端加上电压，同时有一个磁场B垂直穿过元件的宽面时，在3、4两端产生电位差，这种现象为霍尔效应。mvZ1YBXIv2431）载流子为空穴（P型）2）载流子为电子（N型）UHBI++++----+UHBI+---++-2.定向运动的载流子受力1）洛仑兹力2）静电作用力二力平衡就会形成稳定的霍耳电势差vqfB

2、fE3.附加电压1）不等位电势差V0：特点：与磁场B换向无关，随电流换向而换向(+IH,+B)→+V0(+IH,-B)→+V0(-IH,+B)→-V0(-IH,-B)→-V0IHmV1324IHmV13242）厄廷好森（Etinghausen）效应温差电势差Vt：特点：随磁场B和电流换向而换向(+IH,+B)→+Vt(+IH,-B)→-Vt(-IH,+B)→-Vt(-IH,-B)→+VtIHmV13243）能斯脱（Nernst）效应热流电势差VP：特点：随磁场B换向而换向，与电流换向无关(+IH,+

3、B)→+Vp(+IH,-B)→-Vp(-IH,+B)→+Vp(-IH,-B)→-Vp1324mVIHR1T1R2T21324mVIHR1T1R2T24）里纪－勒杜克（Righi-leduc）效应附加温差电势差Vs：能斯脱效应产生的热流电势差因热扩散载流子的速度不一样，也会发生厄廷好森效应，于是产生一个附加温差电势差特点：随磁场B换向而换向，与电流换向无关(+IH,+B)→+Vs(+IH,-B)→-Vs(-IH,+B)→+Vs(-IH,-B)→-VsIHmV13241324mVIHR1T1R2T24.

4、测量方法根据附加电压随磁场B和电流换向而各自呈现的特点加以消除(+IH,+B)：V1=+VH+V0+Vt+Vp+Vs(-IH,+B)：V2=-VH-V0-Vt+Vp+Vs(-IH,-B)：V3=+VH-V0+Vt-Vp-Vs(+IH,-B)：V4=-VH+V0-Vt-Vp-Vs测量表达式为：四、实验步骤1.仪器连接2.调节螺线管的励磁电流IM(或IB)、调节霍耳元件的工作电流IS(或IH)3.测量螺线管中点的磁场4.测量螺线管中心轴上各点的磁场五、注意事项1.绝不允许将测试仪上的励磁电流“IM输

5、出”错接到“工作电流”出，也不可错接到“霍耳电压”处，否则，一旦通电，霍耳元件立即烧毁。2.霍耳元件质脆，引线的接头细小，容易损坏，旋进旋出时，操作动作要轻缓。3.V1、V2、V3、V4本身还含有“＋”、“－”号，测量记录时不要忘记。4.开启和关闭电源前都必须将“工作电流”、“励磁电流”调至零。